有機(jī)電解質(zhì)溶液和采用所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的鋰電池的制作方法
【專利摘要】本公開內(nèi)容提供有機(jī)電解質(zhì)溶液和采用所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的鋰電池，所述有機(jī)電解質(zhì)溶液包括有機(jī)溶劑、鋰鹽、一種或多種硫酸酯化合物、以及一種或多種基于磷酸的酯化合物。包括該有機(jī)電解質(zhì)溶液的鋰電池的壽命特性和高溫存儲(chǔ)特性可改善。
【專利說(shuō)明】有機(jī)電解質(zhì)溶液和采用所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的裡電池
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2015年1月23日在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2015-0011289的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其全部?jī)?nèi)容引入本文作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 實(shí)例實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)方面設(shè)及有機(jī)電解質(zhì)溶液和采用所述有機(jī)電解質(zhì)溶 液的裡電池。
【背景技術(shù)】
[0004] 裡電池被用作驅(qū)動(dòng)便攜式電子設(shè)備例如攝像機(jī)、手機(jī)、和膝上型計(jì)算機(jī)的電源?？?再充電裡二次電池能夠進(jìn)行高速充電并且具有與現(xiàn)有的鉛蓄電池、儀-儒電池、儀-金屬氨 化物電池、儀-鋒電池等相比=(3)倍或更高的每單位重量的能量密度。
[0005] 裡電池在高的驅(qū)動(dòng)電壓下運(yùn)行，并且因此，在裡電池中不可使用與裡是高度反應(yīng) 性的水基電解質(zhì)溶液。裡電池典型地使用有機(jī)電解質(zhì)溶液。所述有機(jī)電解質(zhì)溶液是通過(guò)將 裡鹽溶解在有機(jī)溶劑中制備的。所述有機(jī)溶劑是在高的電壓下穩(wěn)定的，并且合適的有機(jī)溶 劑可具有高的離子傳導(dǎo)性、高的介電常數(shù)、和低的粘度。
[0006] 當(dāng)裡電池包括包含裡鹽的有機(jī)電解質(zhì)溶液時(shí)，由于負(fù)極和/或正極與所述電解質(zhì) 溶液之間的副反應(yīng)，可發(fā)生消耗過(guò)多電荷的不可逆反應(yīng)。由于所述副反應(yīng)，可在負(fù)極的表面 上形成純化層例如固體電解質(zhì)界面(下文中稱作"SEI")。
[0007] 在充電和放電期間在所述電解質(zhì)溶液中所述裡鹽可與所述有機(jī)溶劑反應(yīng)W消耗 所述有機(jī)溶劑、產(chǎn)生氣體、和形成具有高的電阻值的SEI，使得結(jié)果，裡電池的壽命特性惡 化。
[000引為了防止或者減少運(yùn)樣的裡電池的壽命特性惡化，可使用一種或多種合適的添加 劑。例如可使用硫酸亞乙醋。運(yùn)些添加劑可導(dǎo)致在室溫下裡電池的壽命特性(例如，相對(duì)于 循環(huán)壽命的容量保持力）的改善。然而，當(dāng)將裡電池暴露于高溫時(shí)，運(yùn)些添加劑可導(dǎo)致裡電 池的內(nèi)阻的增加，從而使放電期間裡電池的電壓降低。
[0009] 因此，需要在室溫下具有良好的壽命特性并且即使在暴露于高溫之后也抵抗放電 期間的電壓下降的有機(jī)電解質(zhì)溶液。
[0010] 該【背景技術(shù)】部分中公開的W上信息僅是為了增強(qiáng)對(duì)本公開內(nèi)容的背景的理解而 包括的，并且因此可包含不形成在該國(guó)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言已經(jīng)知曉的現(xiàn)有技術(shù) 的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本公開內(nèi)容的實(shí)例實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)方面設(shè)及新型的有機(jī)電解質(zhì)溶液。
[0012] 本公開內(nèi)容的實(shí)例實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)方面提供包括所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的 裡電池。
[0013] 另外的方面將在W下描述中部分地闡明，并且部分地將從所述描述明晰，或者可 通過(guò)所呈現(xiàn)的實(shí)施方式的實(shí)踐而獲知。
[0014] 本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式提供有機(jī)電解質(zhì)溶液，其包括有機(jī)溶劑、 裡鹽、由下式1表示的硫酸醋化合物、W及選自由下式2和3的一個(gè)或多個(gè)表示的基于憐酸 (含憐的酸)的醋化合物的一種或多種：
[0015
[0016] 在式1-3中，扣、1?2、1?3、和1?河各自獨(dú)立地選自氨、和未取代的或面素取代的打-〔5燒 基，并且選自化、R2、R3、和R4的至少一個(gè)為烷基;Xi、X2、和X3可各自獨(dú)立地選自0、S、和NRs; Rs、 R6、化、和Rs可各自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的Ci-Cs烷基、未取代的或面素取代的Ci-Cs氯基烷基、未取代的或面素取代的C2-C5締基、和-Si (Rs)(Rio) (Ru);且R9、Rio、和Rii可各自 獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的Ci-Cs烷基。
[0017] 本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式提供裡電池，其包括正極、負(fù)極、和上述有 機(jī)電解質(zhì)溶液。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 由結(jié)合附圖考慮的實(shí)例實(shí)施方式的W下描述，運(yùn)些和/或其它方面將變得明晰和 更容易領(lǐng)會(huì)，其中：
[0019]圖1為顯示對(duì)比例4-6中制造的裡電池的在室溫（25°C)下的壽命特性（例如，相對(duì) 于循環(huán)壽命的容量保持力）的圖；
[0020] 圖2A為顯示對(duì)比例1中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液的循環(huán)伏安圖的圖；
[0021] 圖2B為顯示對(duì)比例2中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液的循環(huán)伏安圖的圖；
[0022] 圖2C為顯示對(duì)比例3中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液的循環(huán)伏安圖的圖；
[0023] 圖2D為比較對(duì)比例1-3中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液的第一次循環(huán)的循環(huán)伏安圖的 圖；
[0024] 圖3為顯示實(shí)施例7-10和對(duì)比例4-5中制造的裡電池的在室溫（25°C)下的壽命特 性(例如，相對(duì)于循環(huán)壽命的容量保持力）的圖；
[0025] 圖4為顯示實(shí)施例6-10和對(duì)比例5中制造的裡電池的在高溫(60°C)下靜置之后的 存儲(chǔ)特性(例如，電壓保持力）的圖；和
[00%]圖5為顯示根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的裡電池的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]現(xiàn)在將更詳細(xì)地介紹實(shí)例實(shí)施方式，其實(shí)例示于附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記始 終是指相同的元件。在運(yùn)點(diǎn)上，本實(shí)例實(shí)施方式可具有不同的形式并且不應(yīng)被解釋為限于 本文中所闡述的描述。因此，W下僅通過(guò)參照附圖描述實(shí)例實(shí)施方式W說(shuō)明本描述的方面。 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括相關(guān)列舉項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任意和全部組合。表述例 如"...的至少一個(gè)(種r、"...之一"、"選自...的一個(gè)(種r、和"選自...的至少一個(gè)(種r 當(dāng)在要素列表之前或之后時(shí)修飾整個(gè)要素列表而不是修飾該列表的單獨(dú)要素。
[0028] 下文中，將更詳細(xì)地描述根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式的有機(jī)電解質(zhì)溶液和采用 所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的裡電池。
[0029] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式，有機(jī)電解質(zhì)溶液包括有機(jī)溶劑、裡鹽、由下式1表 示的硫酸醋化合物、W及一種或多種由下式2和3的一個(gè)或多個(gè)表示的基于憐酸的醋化合 物：
[0030]
[0031] 在式1-3中，扣、1?2、1?3、和1?河各自獨(dú)立地選自氨和未取代的或面素取代的(：1-〔5燒 基，并且選自化、R2、R3、和R4的至少一個(gè)為烷基;Xi、X2、和X3可各自獨(dú)立地選自0、S、和NRs; Rs、 R6、化、和Rs可各自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的Ci-Cs烷基、未取代的或面素取代的Ci-Cs氯基烷基、未取代的或面素取代的C2-C5締基、和-Si(Rs) (Rio) (Ru);并且R9、Rio、和Rii可各 自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的Ci-Cs烷基。
[0032] 所述有機(jī)電解質(zhì)溶液可抑制或減少高電阻固體電解質(zhì)界面膜的形成，并且可為在 高溫下穩(wěn)定的，從而防止或減少電池性能度量例如壽命特性、高溫存儲(chǔ)特性、和其它特性的 惡化。
[0033] 下文中，將更詳細(xì)地描述有機(jī)電解質(zhì)溶液使裡電池的性能改善的原因。然而，W下 描述僅是為了增強(qiáng)所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的理解而提供的，并且所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的技術(shù) 特性的范圍不限于W下描述。
[0034] 在一些實(shí)施方式中，所述硫酸醋化合物在初始充電和放電過(guò)程期間分解，從而在 負(fù)極表面上形成具有低的電阻和改善的耐久性的牢固的固體電解質(zhì)界面膜并且防止或者 減少裡電池的壽命特性惡化。在一些實(shí)施方式中，所述基于憐酸的醋化合物與所述裡鹽配 位(例如與所述裡鹽偶聯(lián))和/或使所述裡鹽穩(wěn)定化，使得可抑制由在高溫下所述裡鹽的分 解導(dǎo)致的副反應(yīng)。因此，有機(jī)電解質(zhì)溶液可呈現(xiàn)出具有被抑制的電壓下降的高溫存儲(chǔ)特性 (例如，可抑制或減少內(nèi)阻的增加，因?yàn)楫?dāng)將所述有機(jī)電解質(zhì)溶液在高溫下存儲(chǔ)時(shí)，所述基 于憐酸的醋化合物抑制或減少副反應(yīng)）。
[0035] 因此，包括所述硫酸醋化合物和所述基于憐酸的醋化合物的所述有機(jī)電解質(zhì)溶液 可抑制在高溫下所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的副反應(yīng)并且可形成具有低的電阻值的耐久的固體 電解質(zhì)膜。結(jié)果，包括本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的有機(jī)電解質(zhì)溶液的裡電池可具有改善的高 溫穩(wěn)定性和壽命特性。
[0036] 在一些實(shí)施方式中，由于所述基于憐酸的醋化合物在充電和放電期間不容易分解 并且與所述裡鹽配位(例如，與所述裡鹽偶聯(lián)）W使所述裡鹽穩(wěn)定化，因此可防止在高溫下 不穩(wěn)定的裡鹽熱解(例如，可降低熱解程度）。相反，由于基于憐酸根的金屬絡(luò)合物化合物例 如二氣雙(草酸根)合憐酸裡化DFOP)等在充電和放電期間分解并且不與所述裡鹽配位，因 此未保護(hù)所述裡鹽免于在高溫下熱解。因此，當(dāng)與所述基于憐酸根的金屬絡(luò)合物化合物相 比時(shí)，所述基于憐酸的醋化合物可提供改善的高溫穩(wěn)定性。
[0037]在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的所述硫酸醋化合物可進(jìn)一步由下式 4-6的一個(gè)或秦個(gè)泰示。
[003引
O
[0039]在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的由式2表示的基于憐酸的醋化合物 可進(jìn)一步由下式7和8的一個(gè)或多個(gè)表示：
[0041
[0041 ]在式7和8中，1?5、1?6、1?7、和1?8可各自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的(：1-〔5烷基、 未取代的或面素取代的打-Cs氯基烷基、未取代的或面素取代的C2-C5締基、和-Si(Rs) (RiO) (Ru);并且化、Rio、和化巧各自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的Ci-Cs烷基。
[0042] 在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的由式3表示的基于憐酸的醋化合物 可進(jìn)一擊由下古9親元，
[0043]
[0044]
[0045] 在式9中，Rs、Rs、和R?可各自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的打-Cs烷基、未取代 的或面素取代的C廣Cs氯基烷基、未取代的或面素取代的C2-C5締基、和-Si(Rs)(Rio) (Ru);并 且R9、Rio、和Rii可各自獨(dú)立地選自未取代的或面素取代的Ci-Cs烷基。
[0047]
[0046] 在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的所述基于憐酸的醋化合物可由下式 10-17的一個(gè)或多個(gè)表示：
[0048] 3.
[0049] 所述硫酸醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重量％-約10 重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。然而，包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的所述硫 酸醋化合物的量不限于該范圍，并且所述硫酸醋化合物可W視需要的適當(dāng)或者合適的量包 括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，硫酸醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì) 溶液的總重量的約0.1重量％-約7重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施 方式中，硫酸醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重量％-約5重量％ 的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，硫酸醋化合物可W基于所述有機(jī) 電解質(zhì)溶液的總重量的約O. I重量％-約3重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一 些實(shí)施方式中，硫酸醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重量％-約2 重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。當(dāng)硫酸醋化合物的量在W上范圍內(nèi)時(shí)，可獲得 改善的電池特性。
[0050] 所述基于憐酸的醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重 量％-約10重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。然而，包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中 的所述基于憐酸的醋化合物的量不必限于該范圍，并且所述基于憐酸的醋化合物可W視需 要的適當(dāng)或者合適的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，基于憐酸的醋 化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重量％ -約7重量％的量包括在所述 有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，基于憐酸的醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶 液的總重量的約0.1重量％ -約5重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方 式中，基于憐酸的醋化合物可W基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重量％-約3重 量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，基于憐酸的醋化合物可W基 于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量的約0.1重量％ -約2重量％的量包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶 液中。當(dāng)基于憐酸的醋化合物的量在W上范圍內(nèi)時(shí)，可獲得改善的電池特性。
[0051] 所述硫酸醋化合物和所述基于憐酸的醋化合物可W約10重量份-約500重量份所 述基于憐酸的醋化合物對(duì)100重量份所述硫酸醋化合物的組成比包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶 液中。然而，包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的所述硫酸醋化合物和所述基于憐酸的醋化合 物的組成比不必限于W上組成比，并且所述組成比可視需要在所述范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)鼗蛘吆线m 地選擇。在一些實(shí)施方式中，所述硫酸醋化合物和所述基于憐酸的醋化合物可W約10重量 份-約400重量份所述基于憐酸的醋化合物對(duì)100重量份所述硫酸醋化合物的組成比包括在 所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，所述硫酸醋化合物和所述基于憐酸的醋化合 物可W約10重量份-約300重量份所述基于憐酸的醋化合物對(duì)100重量份所述硫酸醋化合物 的組成比范圍包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。在一些實(shí)施方式中，所述硫酸醋化合物和所 述基于憐酸的醋化合物可W約10重量份-約200重量份所述基于憐酸的醋化合物對(duì)100重量 份所述硫酸醋化合物的組成比包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。
[0052] 在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中，所述有機(jī)溶劑可包括低沸點(diǎn)溶劑。如本文中使用的， "低沸點(diǎn)溶劑"可指在1個(gè)大氣壓下具有約200°C或更低的沸點(diǎn)的溶劑。
[0053] 所述有機(jī)溶劑的非限制性實(shí)例可包括選自如下的一種或多種:碳酸二烷基醋、環(huán) 狀碳酸醋、線型醋和環(huán)狀醋、線型酷胺和環(huán)狀酷胺、脂族臘、線型酸和環(huán)狀酸、和/或其衍生 物。
[0054] 所述有機(jī)溶劑的非限制性實(shí)例可包括選自如下的一種或多種:碳酸二甲醋(DMC)、 碳酸乙甲醋化MC)、碳酸甲丙醋、碳酸乙丙醋、碳酸二乙醋（DEC)、碳酸二丙醋、碳酸亞丙醋 (PC)、碳酸亞乙醋化C)、碳酸亞下醋、丙酸乙醋、下酸乙醋、乙臘、班巧臘(SN)、二甲亞諷、二 甲基甲酯胺、二甲基乙酷胺、丫-戊內(nèi)醋、丫-下內(nèi)醋、和四氨巧喃。然而，所述有機(jī)溶劑不必 限于運(yùn)些實(shí)例，且所述有機(jī)溶劑的實(shí)例可包括相關(guān)領(lǐng)域中可利用的所有合適的低沸點(diǎn)溶 劑。
[0055] 所述裡鹽可W約0.OlM-約2.OM的濃度包括在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中。然而，包括 在所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的裡鹽的濃度不必限于該范圍，并且可視需要使用包括在所述有 機(jī)電解質(zhì)溶液中的所述裡鹽的適當(dāng)?shù)幕蛘吆线m的濃度。當(dāng)在W上濃度范圍內(nèi)包括所述裡鹽 時(shí)，可獲得改善的電池特性。
[0056] 所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中使用的所述裡鹽的非限制性實(shí)例可包括相關(guān)領(lǐng)域中可利 用的所有合適的裡鹽材料，例如 LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiCl〇4、LiCF3S〇3、Li(CF3S〇2) 2N、LiC4 的S03、LiA102、LiAlCl4、LiN(CxF2x+lS02)(CyF2y+lS02)(其中x和y各自為選自l-20的整 數(shù)）、LiCl、LiI、和/或其混合物。在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)電解質(zhì)溶液中的所述裡鹽可 為L(zhǎng)iPFs。
[0057] 所述有機(jī)電解質(zhì)溶液可為液體狀態(tài)或者凝膠狀態(tài)。所述有機(jī)電解質(zhì)溶液可通過(guò)將 上述硫酸醋化合物和基于憐酸的醋化合物添加至有機(jī)溶劑而制備。
[0058] 本公開內(nèi)容的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式提供裡電池，其包括正極、負(fù)極、和上述有 機(jī)電解質(zhì)溶液。裡電池的形式或類型沒有特別限制，并且可包括裡一次電池 W及裡二次電 池例如裡離子電池、裡離子聚合物電池、裡硫電池等。
[0059] 在一些實(shí)施方式中，所述裡電池中的正極可包括儀。例如，所述正極的正極活性物 質(zhì)可為包括儀的裡過(guò)渡金屬氧化物。例如，所述正極的正極活性物質(zhì)可為富含儀的裡過(guò)渡 金屬氧化物，其中儀是所述正極中包含的最高濃度的過(guò)渡金屬。
[0060] 在一些實(shí)施方式中，所述裡電池中的負(fù)極可包括石墨作為負(fù)極活性物質(zhì)，并且所 述裡電池可具有約4.8V或更高的高電壓。
[0061] 在一些實(shí)施方式中，所述裡電池可通過(guò)W下方法制造：
[0062] 首先，制備正極。
[0063] 例如，通過(guò)將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合劑、和溶劑混合，可制備正極活性物質(zhì)組 合物?？蓪⑺稣龢O活性物質(zhì)組合物直接涂布在金屬集流體上和干燥W制造正極板。替代 地，可將所述正極活性物質(zhì)組合物在單獨(dú)的載體上流延，并且可將從所述載體剝離的膜層 疊在金屬集流體上W制造正極板。所述正極不限于上述形式，而是可包括其它形式。
[0064] 所述正極活性物質(zhì)可為包含裡的金屬氧化物，并且可選自相關(guān)領(lǐng)域中可利用的任 何合適的材料而沒有限制。所述正極活性物質(zhì)的實(shí)例可包括一種或多種通過(guò)將裡與選自 鉆、儘、儀、和/或其混合物的金屬組合而形成的復(fù)合氧化物，并且所述正極活性物質(zhì)的非限 制性實(shí)例可包括由選自如下的任何式表示的化合物:LiaAh-bB 'b〇2(其中0.90 < a < 1.8和0 <6<0.5);^361-68'扣2-。0。（其中0.90<曰<1.8,0<6<0.5，和0<〇<0.05);1^162-68'扣4-。0。 (其中0<b<0.5 和0<c<0.05);LiaNii-b-cC〇bB'cDa(其中0.90<a< 1.8,0<b<0.5,0<c< 0.05，和0<口<2);^3化1去。(：〇68'。02-。尸'。（其中0.90<曰<1.8,0<6<0.5,0<〇<0.05，和0< 口<2);LiaNil-b-cCobB'c02-aF'2(其中0.90<a<1.8,0<b<0.5,0<c<0.05，和0<a<2); ^3化1去。]?祉8'。0。（其中0.90<曰<1.8,0<6<0.5,0<〇<0.05，和0<口<2);^3化1去。]?加 8' c〇2-aF'a(其中0.90 <a<1.8,0<b<0.5,0<c < 0.05,和 0<口<2) ;LiaNh-b-cMnbB'c〇2-aF'2(其 中0.90<曰<1.8,0<6<0.5,0<〇<0.05，和0<口<2);^3化6￡。6<102(其中0.90<曰<1.8,0<6 <0.9,0<〇<0.5，和0.001<(1<0.1);^3化此〇。]?11<16602(其中0.90<曰<1.8,0<6<0.9,0 <c<0.5,0<d<0.5,和0.001<e<0.1); LiaNiGb〇2 (其中 0.90 < a < 1.8和0.001 < b < 0.1);LiaCoGb〇2(其中0.90<a< 1.8 和 0.001 <b<0.1);LiaMnGb〇2(其中0.90<a< 1.8 和 0.001<b<0.1); LiaMn2Gb〇4(其中0.90 < a < 1.8和0.0 Ol < b < 0.1); Q02 ; QS2; LiQS2; V2〇 已； LiV2〇己；LiI'〇2;LiNiV〇4;Li(3-f)j2(P〇4)3(其中0 < f < 2) ;Li(3-f)Fe2(P〇4)3(其中0 < f < 2);和 LiFeKk。
[0065] 在上式中，A可選自儀(Ni)、鉆(Co)、儘(Mn)、和其混合物;B'可選自侶(Al)、Ni、Co、 Mn、銘(Cr)、鐵(Fe)、儀(Mg)、鎖(Sr)、饑(V)、稀±元素、和其混合物;D可選自氧(0)、氣(F)、 硫(S)、憐(P)、和其混合物;E可選自Co、Mn、和其混合物;F'可選自F、S、P、和其混合物;G可選 自^、化、]?11少6、]\%、銅化3)、姉(〔6)、鎖（5')、￥、和其混合物;9可選自鐵(1'1)、鋼(]\1〇)、]\111、和 其混合物；I'可選自Cr、V、Fe、筑（Sc)、錠（Y)、和其混合物；和J可選自￥、燈、111、(：〇、化、銅 (化）、和其混合物。
[0066] 所述正極活性物質(zhì)的非限制性實(shí)例可包括LiCo化、LiMnx〇2x(x=l、2)、Li化i-xMnx〇2 (0<x<l)、LiNii-x-yC〇xMny〇2 (0 <x<0.5,0<y<0.5, l-x-y〉0.5)、LiFeP〇4 等。
[0067] 所述正極活性物質(zhì)的實(shí)例可另外包括其表面上形成有包覆層的化合物、W及所述 化合物和所述具有包覆層的化合物的混合物。所述包覆層可包括包覆元素化合物例如包覆 元素的氧化物、包覆元素的氨氧化物、包覆元素的徑基氧化物、包覆元素的碳酸氧鹽、和包 覆元素的徑基碳酸鹽。形成運(yùn)些包覆層的化合物可為無(wú)定形的或者結(jié)晶的。所述包覆層中 包括的包覆元素的非限制性實(shí)例可包括1肖、41、(：〇、鐘化）、鋼(化）、巧化曰）、娃間）、1'1、￥、錫 (Sn)、錯(cuò)(Ge)、嫁(Ga)、棚(B)、神(As)、錯(cuò)(Zr)、和其混合物。在包覆層形成過(guò)程中可使用任 何合適的包覆方法，包括噴涂、浸潰、和對(duì)所述正極活性物質(zhì)的物理性質(zhì)沒有不利影響的其 它方法。將不提供包覆方法的詳細(xì)描述，因?yàn)樗鼈兪窍嚓P(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分理解的。
[0068] 所述導(dǎo)電劑的非限制性實(shí)例可包括炭黑、石墨顆粒等。然而，所述導(dǎo)電劑不限于W 上實(shí)例，并且所述導(dǎo)電劑的實(shí)例可包括相關(guān)領(lǐng)域中可利用的所有合適的材料。
[0069] 所述粘合劑的非限制性實(shí)例可包括偏氣乙締-六氣丙締共聚物、聚偏氣乙締 (PVDF)、聚丙締臘、聚甲基丙締酸甲醋、聚四氣乙締(PTFE)、其混合物、基于下苯橡膠的聚合 物等。然而，所述粘合劑不限于W上實(shí)例，并且所述粘合劑的實(shí)例可包括相關(guān)領(lǐng)域中可利用 的所有合適的材料。
[0070] 所述溶劑的非限制性實(shí)例可包括N-甲基化咯燒酬、丙酬、水等。然而，所述溶劑不 限于W上實(shí)例，并且所述溶劑的實(shí)例可包括相關(guān)領(lǐng)域中可利用的所有合適的材料。
[0071] 可W相關(guān)領(lǐng)域中在裡電池中適宜使用的量包括所述正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合 劑、和溶劑。取決于裡電池的預(yù)期用途和組成，可省略選自導(dǎo)電劑、粘合劑、和溶劑的一種或 多種。
[0072] 接著，制備負(fù)極。
[007引例如，通過(guò)將負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合劑、和溶劑混合，可制備負(fù)極活性物質(zhì)組 合物?？蓪⑺鲐?fù)極活性物質(zhì)組合物直接涂布在金屬集流體上和干燥W制造負(fù)極板。替代 地，可將所述負(fù)極活性物質(zhì)組合物在單獨(dú)的載體上流延，并且可將從所述載體剝離的膜層 疊在金屬集流體上W制造負(fù)極板。
[0074] 所述負(fù)極活性物質(zhì)可選自相關(guān)領(lǐng)域中可利用的任何合適的材料。所述負(fù)極活性物 質(zhì)的實(shí)例可包括選自如下的一種或多種:裡金屬、能與裡合金化的金屬或半金屬、過(guò)渡金屬 氧化物、非過(guò)渡金屬氧化物、和碳質(zhì)材料。
[0075] 能與裡合金化的金屬或半金屬的非限制性實(shí)例可包括51、511、41、66、鉛。6)、祕(mì) (Bi)、錬(SbKSi-Y合金(其中Y選自堿金屬、堿±金屬、第13族元素、排除Si的第14族元素、 第15族元素、第16族元素、過(guò)渡金屬、稀±元素、W及其組合元素）、Sn-Y合金(其中Y選自堿 金屬、堿±金屬、第13族元素、排除Sn的第14族元素、第15族元素、第16族元素、過(guò)渡金屬、稀 ±元素、W及其組合元素）等。元素Y的非限制性實(shí)例可包括1旨^3、5'、領(lǐng)(8曰）、錯(cuò)(1?3)、5(3、 ￥、1'1、2'、給化門、妒(1?門、￥、妮(帥）、粗(13)、織(抓）、燈、1〇、鶴(胖）、修(5邑）、得(1'。）、鍊 (Re)、'1、凌(Bh)、Fe、Pb、釘（Ru)、餓（Os)、養(yǎng)義化S)、錠（加）、銀（Ir)、鈕（Pd)、銷（Pt)、Cu、銀 (八邑）、金(411)、鋒(211)、儒(〔(1)、8、41、6曰、511、銅（111)、66、？、43、513、81、5、砸（56)、蹄巧6)、口〇、 和其混合物。
[0076] 所述過(guò)渡金屬氧化物的非限制性實(shí)例可包括裡鐵氧化物、饑氧化物、裡饑氧化物 等。
[0077] 所述非過(guò)渡金屬氧化物的非限制性實(shí)例可包括Sn化、Si0x(0<x<2)等。
[0078] 所述碳質(zhì)材料的非限制性實(shí)例可包括結(jié)晶碳、無(wú)定形碳、和其混合物。所述結(jié)晶碳 的非限制性實(shí)例可包括石墨例如非成形的、板狀、薄片狀、球形或者纖維狀的天然和人造石 墨;且所述無(wú)定形碳的非限制性實(shí)例可包括軟碳(在低溫下般燒的碳)或硬碳、中間相漸青 碳化產(chǎn)物、般燒焦炭等。
[0079] 所述正極活性物質(zhì)組合物中使用的導(dǎo)電劑和粘合劑也可用于所述負(fù)極活性物質(zhì) 組合物中。
[0080] 可W相關(guān)領(lǐng)域中在裡電池中適宜使用的量包括所述負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合 劑、和溶劑。取決于裡電池的預(yù)期用途和組成，可省略選自導(dǎo)電劑、粘合劑、和溶劑的一種或 多種。
[0081] 接著，制備插入正極和負(fù)極之間的隔板。
[0082] 所述隔板可選自相關(guān)領(lǐng)域中可用于裡電池的任何合適的隔板?？蛇m宜地使用具有 優(yōu)異的有機(jī)電解質(zhì)溶液浸潰能力、同時(shí)保持低的對(duì)電解質(zhì)離子運(yùn)動(dòng)的阻力值的隔板。隔板 材料的實(shí)例可包括玻璃纖維、聚醋、特氣隆、聚乙締、聚丙締、聚四氣乙締(PTFE)、和/或其混 合物。所述隔板可作為無(wú)紡物或者紡織物形成。所述隔板的實(shí)例可包括在相關(guān)領(lǐng)域的裡離 子電池中使用的可卷繞的隔板例如聚乙締、聚丙締等，和在相關(guān)領(lǐng)域的裡離子聚合物電池 中使用的具有優(yōu)異的有機(jī)電解質(zhì)溶液浸潰能力的隔板。例如，所述隔板可根據(jù)W下方法制 備：
[0083] 通過(guò)混合聚合物樹脂、填料、和溶劑，可制備隔板組合物?？蓪⑺龈舭褰M合物直 接涂布在電極上和干燥W形成隔板。替代地，可將所述隔板組合物在載體上流延和干燥，并 且將從所述載體剝離的隔板膜層疊在電極上W形成隔板。
[0084] 所述隔板的制備中使用的聚合物樹脂沒有特別限制，并且可使用相關(guān)領(lǐng)域中可利 用的任何合適材料作為所述聚合物樹脂。所述聚合物樹脂的非限制性實(shí)例可包括偏氣乙 締-六氣丙締共聚物、聚偏氣乙締(PVD巧、聚丙締臘、聚甲基丙締酸甲醋、和其混合物。
[0085] 接著，制備有機(jī)電解質(zhì)溶液。
[0086] 如圖5的實(shí)施方式中所示，裡電池1包括正極3、負(fù)極2、和隔板4。將正極3、負(fù)極2、和 隔板4卷繞或折疊，之后將它們置于電池殼5內(nèi)。隨后，將有機(jī)電解質(zhì)溶液注入到電池殼5中， 并且將包含有機(jī)電解質(zhì)溶液的電池殼5通過(guò)帽組件6密封W完成裡電池1的制造。電池殼5的 非限制性實(shí)例可包括圓柱形電池殼、矩形電池殼、薄膜型(例如薄膜)電池殼等。在一些實(shí)施 方式中，裡電池1可為大的薄膜型(例如薄膜)電池。裡電池1可為裡離子電池。
[0087] 隔板4在正極3和負(fù)極2之間，使得形成電池結(jié)構(gòu)體(例如，電極組件）。在將所述電 池結(jié)構(gòu)體W雙單元結(jié)構(gòu)層疊之后，將所述雙單元結(jié)構(gòu)用有機(jī)電解質(zhì)溶液浸潰，并且將所得 經(jīng)浸潰的結(jié)構(gòu)體容納和密封在袋中W完成裡離子聚合物電池。
[0088] 多個(gè)電池結(jié)構(gòu)體可層疊W形成電池組，并且所述電池組可用于其中需要高容量和 高輸出功率的設(shè)備中。例如，所述電池組可用于膝上型計(jì)算機(jī)、智能電話、電動(dòng)車等中。
[0089] 所述裡電池可用于電動(dòng)車化V)中，因?yàn)樗鲅e電池具有優(yōu)異的壽命特性和高倍率 特性。例如，所述裡電池可用于混合動(dòng)力車?yán)绮咫娛交旌蟿?dòng)力電動(dòng)車(P肥V)等中。所述裡 電池可用于其中需要存儲(chǔ)大量電力的領(lǐng)域中。例如，所述裡電池可用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)工 具等中。
[0090] 下文中，將通過(guò)W下實(shí)施例和對(duì)比例更詳細(xì)地描述根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)例實(shí)施方 式的有機(jī)電解質(zhì)溶液和裡電池。然而，運(yùn)樣的實(shí)施方式僅是出于說(shuō)明目的而提供的，并且本 發(fā)明的范圍不應(yīng)W任何方式限于此。進(jìn)一步地，應(yīng)理解，本公開內(nèi)容不限于W上描述，因?yàn)?本公開內(nèi)容的相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可進(jìn)行本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的其它多種修改。
[0091] (有機(jī)電解質(zhì)溶液的制備）
[0092] 實(shí)施例 1: PSA(1 重量 ％ ) +TEP(1 重量 ％ )
[0093] 向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs、l .0重量％由式4表示的硫酸亞丙醋和1.0重量％由式10 表示的亞憐酸=乙醋W獲得有機(jī)電解質(zhì)溶液：
[00
[0095] 實(shí)施例 2:PSA(1 重量 ％)+TMSP(l 重量 ％)
[0096] 向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs、l .0重量％由式4表示的硫酸亞丙醋和1.0重量％由式12 表示的亞憐酸=(=甲基甲娃烷基)醋W獲得有機(jī)電解質(zhì)溶液：
[0097：
[009引實(shí)施例3:PSA(1重量％)+DATFMP(l重量％)
[0099]向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs、l .0重量％由式4表示的硫酸亞丙醋和1.0重量％由式16 表示的二(二締丙基氨基)-2,2,2-=氣乙基亞憐酸醋W獲得有機(jī)電解質(zhì)溶液：
[010(
[0101 ]實(shí)施例4:PSA( I重量％ )+TMSPA( I重量％ )
[0102] 向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs、l .0重量％由式4表示的硫酸亞丙醋和1.0重量％由式15 表示的憐酸=(=甲基甲娃烷基)醋W獲得有機(jī)電解質(zhì)溶液：
[0103]
[0104] 實(shí)施例 5:PSA(1 重量 ％)+CMPA(l 重量 ％)
[0105] 向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs、l .0重量％由式4表示的硫酸亞丙醋和1.0重量％由式14 表示的憐酸= (2-氯基乙基)醋W獲得有機(jī)電解質(zhì)溶液：
[0106]
[0107] 對(duì)比例1:無(wú)添加劑
[0108] 向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFsW制備有機(jī)電解質(zhì)溶液。
[0109] 對(duì)比例2:僅PSAQ重量％)
[0110] 向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs和1.0重量％由式4表示的硫酸亞丙醋W獲得有機(jī)電解質(zhì) 溶液：
[0111]
[0112] 對(duì)比例3:僅ESA(1重量％)
[011引向體積比2:4:4的碳酸亞乙醋化C)、碳酸乙甲醋巧MC)、和碳酸二甲醋(DMC)的混合 溶劑添加1.15M作為裡鹽的LiPFs和1.0重量％由式18表示的硫酸亞乙醋W獲得有機(jī)電解質(zhì) 溶液：
[0114]
[011引（裡電池的制造）
[0116] 實(shí)施例6
[0117](制造負(fù)極）
[0118] 在將約97重量％的船20石墨顆粒（由Mitsubishi化emical Corporation制造）、 約1.5重量％的作為導(dǎo)電劑的BM408(由Daicel Corporation制造）、和約1.5重量％的作為 粘合劑的BM400-B(由Zeon Co巧oration制造)混合之后，將混合物倒入蒸饋水中，并且將該 混合物和蒸饋水使用機(jī)械攬拌器攬拌約60分鐘W制備負(fù)極活性物質(zhì)漿料。用刮刀將所述負(fù) 極活性物質(zhì)漿料涂布在10皿厚的銅(化)集流體上至約60WI1的厚度。將所得膜在熱空氣干燥 器中在約100°C下干燥約0.5小時(shí)，然后在真空中在約120°C下干燥4小時(shí)，之后漉壓W制造 具有在集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層的負(fù)極。所述負(fù)極具有約1.55g/cc的密度化D，例如，電 極材料混合物的電極密度)和約14.26mg/cm 2的負(fù)載水平化L)。
[0119] (正極的制造）
[0120] 在將約94重量％的作為化包覆的LiNio.6日Coo.2〇Mn〇.1日〇2的NCM 65(由Samsung SDI Co. ,Ltd.制造）、約3.0重量％的作為導(dǎo)電劑的超導(dǎo)電乙烘炭黑（Denka black)(由Denka Co. ,Ltd制造）、和約3.0重量％的作為粘合劑的PVDF Solef 6020(由Solvay Co巧oration 制造)混合并且將混合物添加至N-甲基-2-化咯燒酬溶劑之后，將該混合物和N-甲基-2-化 咯燒酬溶劑使用機(jī)械攬拌器攬拌約30分鐘W制備正極活性物質(zhì)漿料。用刮刀將所述正極活 性物質(zhì)漿料涂布在20WI1厚的侶(Al)集流體上至約60WI1的厚度。將所得膜在熱空氣干燥器中 在約100°C下干燥約0.5小時(shí)，然后在真空中在約120°C下干燥4小時(shí)，之后漉壓W制造具有 在集流體上的正極活性物質(zhì)層的正極。所述正極具有約3.15g/cc的密度化D，例如，電極材 料混合物的電極密度)和約27.05mg/cm 2的負(fù)載水平化L)。
[0121] (電池的組裝）
[0122] 使用具有約16微米厚度的陶瓷涂布的聚乙締隔板（由SK Innovation Co. ,Ltd.制 造)和實(shí)施例1中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液分別制造袋型(例如袋形式)裡電池和18650型裡電 池。
[0123] 實(shí)施例7-10
[0124] 使用與實(shí)施例6中基本上相同的方法制造裡電池，除了如下之外:分別使用實(shí)施例 2-5中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液代替實(shí)施例1中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液。
[0125] 對(duì)比例4-6
[0126] 使用與實(shí)施例6中基本上相同的方法制造裡電池，除了如下之外：分別使用對(duì)比例 I -3中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液代替實(shí)施例1中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液。
[0127]評(píng)價(jià)實(shí)施例1:評(píng)價(jià)在室溫(25°C)下的充電/放電特性
[012引將根據(jù)對(duì)比例4-6制備的18650型裡電池各自在25°C下Wo. 5C的恒定電流充電至 4.2V的電壓(相對(duì)于LiVLi),之后在4.2VW恒定電壓模式W截止電流0.05C充電，然后W 0.5C的恒定電流放電至約2.8V的電壓(相對(duì)于LiVLi)(化成過(guò)程，第1次循環(huán)）。
[0129] 在第1次化成循環(huán)之后，將各裡電池在約25°C下WO.5C的恒定電流充電至約4.2V 的電壓(相對(duì)于LiVLi)，之后在4.2VW恒定電壓模式W截止電流0.05C充電，然后W1.5C的 恒定電流放電至約2.8V的電壓(相對(duì)于LiVLi)。該充電和放電循環(huán)重復(fù)300次。
[0130] 所選擇的充電/放電測(cè)試結(jié)果示于表1和圖1中。第300次循環(huán)的容量保持率是如W 下方程1中定義的：
[0131] 方程 1
[0132] 容量保持率=[第300次循環(huán)的放電容量/第1次循環(huán)的放電容量]XlOO
[0133] 所選擇的在室溫下測(cè)量的容量保持率示于下表1中：
[0134] 表1 r〇135l
[0136] 如表1和圖1中所述，與包括硫酸亞乙醋的對(duì)比例6的裡電池相比，包括硫酸亞丙醋 的對(duì)比例5的裡電池顯示出改善的室溫壽命特性。
[0137] 評(píng)價(jià)實(shí)施例2:循環(huán)伏安法(CV)特性的評(píng)價(jià)
[013引對(duì)于對(duì)比例1-3中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液，使用在對(duì)比例4的裡電池的制造中使用 的負(fù)極作為工作電極，用循環(huán)伏安法在W約ImV/秒的速度在約OV-約3V的電壓范圍（相對(duì)于 LiVLi金屬）內(nèi)掃描5次的同時(shí)，測(cè)量電流對(duì)電壓變化的依賴性。測(cè)量結(jié)果示于圖2A-2D中。
[0139] 在循環(huán)伏安法測(cè)量過(guò)程中，使用對(duì)比例4的裡電池的負(fù)極作為工作電極，使用Li金 屬作為對(duì)電極和參比電極，并且對(duì)比例1-3中制備的有機(jī)電解質(zhì)溶液各自用作電解質(zhì)溶液。
[0140] 如圖2A-2C中所示，確認(rèn)，對(duì)比例2 (單獨(dú)的硫酸亞丙醋)和對(duì)比例3 (單獨(dú)的硫酸亞 乙醋）顯示出比對(duì)比例1(不含添加劑)高的關(guān)于氧化的電流峰，運(yùn)對(duì)應(yīng)于在負(fù)極表面上固體 電解質(zhì)膜的形成。如圖2B中所示，在對(duì)比例2中在第一次循環(huán)期間形成耐久性的涂層膜（固 體電解質(zhì)界面膜），因?yàn)樵趯?duì)比例2中從第二次循環(huán)起不存在電流量的變化(例如，增加）。
[0141] 如圖2D中所示，在對(duì)比例2中在負(fù)極表面上形成具有與對(duì)比例1和3的組成不同的 組成的牢固的固體電解質(zhì)界面膜，因?yàn)樵趯?duì)比例2中在第一次循環(huán)中觀察到在IV附近的還 原峰。
[0142] 評(píng)價(jià)實(shí)施例3:評(píng)價(jià)在室溫(25°C)下的充電/放電特性
[01創(chuàng)將根據(jù)實(shí)施例6-10和對(duì)比例4-5制備的袋型裡電池各自在25°C下Wo. 5C的恒定電 流充電至4.2V的電壓(相對(duì)于LiVLi),之后在4.2VW恒定電壓模式W截止電流0.05C充電， 然后WO.5C的恒定電流放電至約2.8V的電壓(相對(duì)于LiVLi)(化成過(guò)程，第1次循環(huán)）
[0144]在第1次化成循環(huán)之后，將各裡電池在約25°C下WO.5C的恒定電流充電至約4.2V 的電壓(相對(duì)于LiVLi)，之后在4.2VW恒定電壓模式W截止電流0.05C充電，然后W1.5C的 恒定電流放電至約2.8V的電壓(相對(duì)于LiVLi)。該充電和放電循環(huán)重復(fù)150次。
[0145] 所選擇的充電/放電測(cè)試結(jié)果示于下表2和圖3中。第150次循環(huán)的容量保持率是如 W下方程2定義的。
[0146] 方程 2
[0147] 容量保持率=[第150次循環(huán)的放電容量/第1次循環(huán)的放電容量]XlOO
[0148] 所選擇的在室溫下測(cè)量的容量保持率示于下表2中：
[0149] 表2
[0150]
LUioiJ yu衣ZW因3中尸幾不，q個(gè)巧巧傘公開|A」巧的乂施/J A的巧f幾電脾城浴服的刈化W 4-5的裡電池相比，包括本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的有機(jī)電解質(zhì)溶液的實(shí)施例7-10的裡電池 顯示出改善的室溫壽命特性。
[0152] 評(píng)價(jià)實(shí)施例4:高溫存儲(chǔ)特性的評(píng)價(jià)
[0153] 通過(guò)W下方法測(cè)量高溫存儲(chǔ)特性：
[0154] 將根據(jù)實(shí)施例6-10和對(duì)比例4-5制備的裡電池各自在25°C下Wo. 5C的恒定電流充 電至4.2V的電壓(相對(duì)于LiVLi),之后在4.2VW恒定電壓模式W截止電流0.05C充電，然后 WO.5C的恒定電流放電直至電壓達(dá)到約2.8V(相對(duì)于LiVLi)(化成過(guò)程，第1次循環(huán)）
[0155] 在第1次化成循環(huán)之后，將各裡電池在約25°C下WO. 5C的恒定電流充電至約4.2V 的電壓(相對(duì)于LiVLi),之后在4.2VW恒定電壓模式W截止電流0.05C充電。將經(jīng)充電的電 池在60°C烘箱中分別存儲(chǔ)約5天和約10天，然后冷卻至約25°C的室溫。對(duì)于經(jīng)冷卻的裡電 池，測(cè)量電池電壓。
[0156] 由約4.2V的初始電壓、在約5天存儲(chǔ)之后測(cè)量的電池電壓、和在約10天存儲(chǔ)之后測(cè) 量的電池電壓計(jì)算電壓保持率。電壓保持率通過(guò)W下方程3定義：
[0157] 方程 3
[0158] 電壓保持率=[在高溫存儲(chǔ)之后測(cè)量的電池電壓/初始電壓(約4.2V)] X 100
[0159] 所選擇的測(cè)量的電壓保持率示于下表3和圖4中：
[0160] 表3
[0161]
[0162] 觀巧3和兇4甲所不，巧個(gè)化巧本公升巧谷的買施萬(wàn)巧的々機(jī)巧脾巧浴徽的對(duì)比例 5的裡電池相比，在包括本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的有機(jī)電解質(zhì)溶液的實(shí)施例6-10的裡電池 中，在暴露于約60°C的高溫之后的電壓下降顯著降低。因此，與對(duì)比例5的裡電池相比，在實(shí) 施例6-10的裡電池中的高溫存儲(chǔ)特性改善。
[0163] 如上所述，根據(jù)W上實(shí)例實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)方面，通過(guò)使用新型的有機(jī)電解 質(zhì)溶液組合物，可改善裡電池的壽命特性和高溫存儲(chǔ)特性。
[0164] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"使用"和"(所)使用的"可被認(rèn)為是分別與術(shù)語(yǔ)"利用"和 "(所)利用的"同義的。當(dāng)描述本公開內(nèi)容的實(shí)施方式時(shí)"可"的使用指的是"本公開內(nèi)容的 一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式"。
[0165] 如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)"基本上"、"約"和類似術(shù)語(yǔ)是作為近似的術(shù)語(yǔ)而不是作為 程度的術(shù)語(yǔ)使用的，并且意圖說(shuō)明本領(lǐng)域普通技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到的在測(cè)量的或者計(jì)算的值 方面的固有偏差。
[0166] 而且，本文中所陳述的任何數(shù)值范圍意圖包括囊括在所敘述的范圍內(nèi)的相同數(shù)值 精度的所有子范圍。例如，"1.0-10.0"的范圍意圖包括在所陳述的最小值1.0和所陳述的最 大值10.0之間（并且包括所陳述的最小值1.0和所陳述的最大值10.0)即具有等于或大于 1.0的最小值和等于或小于10.0的最大值的所有子范圍，例如，2.4-7.6。本文中所陳述的任 何最大數(shù)值界限意圖包括囊括在其中的所有較低的數(shù)值界限，并且本說(shuō)明書中所陳述的任 何最小數(shù)值界限意圖包括囊括在其中的所有較高的數(shù)值界限。因此，
【申請(qǐng)人】保留修改本說(shuō) 明書(包括權(quán)利要求)W明確地陳述囊括在本文中明確陳述的范圍內(nèi)的任何子范圍的權(quán)利。
[0167] 應(yīng)理解，本文中描述的實(shí)例實(shí)施方式應(yīng)僅在描述意義上考慮而不用于限制目的。 各實(shí)例實(shí)施方式內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)典型地被認(rèn)為可用于其它實(shí)例實(shí)施方式中的其 它類似的特征或方面。
[0168] 雖然已經(jīng)參照附圖描述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)例實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將 理解，在不背離由所附權(quán)利要求和其等同物限定的精神和范圍的情況下，可在其中進(jìn)行形 式和細(xì)節(jié)上的多種改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 有機(jī)電解質(zhì)溶液，其包括： 有機(jī)溶劑， 鋰鹽， 一種或多種由下式1表示的硫酸酯化合物，以及 一種或多種由下式2和3的一個(gè)或多個(gè)表示的基于磷酸的酯化合物：其中1?1、1?2、1?3、和1?4各自獨(dú)立地選自氫和未取代的或鹵素取代的(： 1-(：5烷基，并且選自1?1、 R2、R3、和R4的至少一個(gè)為烷基；Χι、X2、和X3各自獨(dú)立地選自0、S、和NR 8; R5、R6、R7、和Rs各自獨(dú) 立地選自未取代的或鹵素取代的&-C5烷基、未取代的或鹵素取代的&-C5氰基烷基、未取代 的或鹵素取代的C 2_C5烯基、和-Si(R9)(R1Q)(Rn) ;并且R9、R1Q、和Rn各自獨(dú)立地選自未取代 的或鹵素取代的&-C 5烷基。2. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述硫酸酯化合物由下式4-6的一個(gè)或多個(gè)表 示：3. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述基于磷酸的酯化合物由下式7和8的一個(gè)或 多個(gè)表示：其中R5、R6、R?、和Rs各自獨(dú)立地選自未取代的或鹵素取代的&-C5烷基、未取代的或鹵素 取代的&-C5氰基烷基、未取代的或鹵素取代的C2-C5烯基、和-Si(R9)(R 1Q)(Rn);并且R9、R10、 和Rn各自獨(dú)立地選自未取代的或鹵素取代的&-C5烷基。4. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述基于磷酸的酯化合物由下式9表示：其中R5、R6、和R?各自獨(dú)立地選自未取代的或鹵素取代的Ci-Cs烷基、未取代的或鹵素取 代的&-(：5氰基烷基、未取代的或鹵素取代的C2-C5烯基、和-SKfcKRKjKRn);并且R 9、R1Q、和 Rn各自獨(dú)立地選自未取代的或鹵素取代的&-C5烷基。5. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述基于磷酸的酯化合物由下式10-17的一個(gè)或 多個(gè)表示：6. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量，以0.1重 量％-10重量％的量包括所述硫酸酯化合物。7. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中基于所述有機(jī)電解質(zhì)溶液的總重量，以0.1重 量％ -10重量％的量包括所述基于磷酸的酯化合物。8. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述有機(jī)溶劑包括選自如下的一種或多種:碳酸 二烷基酯、環(huán)狀碳酸酯、線型酯和環(huán)狀酯、線型酰胺和環(huán)狀酰胺、脂族腈、線型醚和環(huán)狀醚、 和其衍生物。9. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述有機(jī)溶劑包括選自如下的一種或多種:碳酸 二甲酯(DMC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、 碳酸亞丙酯(PC)、碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丁酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙腈、琥珀腈(SN)、二 甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-戊內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯、和四氫呋喃。10. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述鋰鹽包括選自如下的一種或多種:LiPF6、 1^8卩4、1^5匕卩6、1^厶8卩6、1^(：1〇4、1^〇卩33〇3、1^(〇卩33〇2)211^〇4卩93〇3、1^厶1〇2、1^厶1(：14、其中叉和7 各自為選自 1-20 的整數(shù)的 LiN(CxF2x+1S02)(CyF 2y+1S02)、LiCl、和 Lil。11. 權(quán)利要求1的有機(jī)電解質(zhì)溶液，其中所述鋰鹽以〇. 〇 1M-2.0M的濃度包括在所述有機(jī) 電解質(zhì)溶液中。12. 鋰電池，其包括： 正極； 負(fù)極;和 權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的有機(jī)電解質(zhì)溶液。
【文檔編號(hào)】H01M10/052GK105826604SQ201610046546
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日
【發(fā)明人】李承泰, 金秀珍, 李慜姝, 申又澈
【申請(qǐng)人】三星Sdi株式會(huì)社