CN101388475A - 可再充电锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可再充电锂电池，所述可再充电锂电池包括：包含非碳类负极活性材料的负极；包含可逆地嵌入和解嵌锂离子的正极活性材料的正极；以及包含非水有机溶剂、包括LiPF6的锂盐、由右述通式1表示的第一添加剂和第二添加剂LiB(C2O4)2的电解液，其中非水有机溶剂包含有相对其总体积占20体积％或者更低的碳酸亚乙酯。所述电解液具有3.02cP或者更低的粘度。所述化学通式1如上所示，其中，R1和R2独立地选自由氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组，并且R1和R2至少之一选自由卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组。

Description

可再充电锂电池
技术领域
本发明的各方面涉及一种可再充电锂电池，更具体地，本发明的各方面涉及循环寿命优异的可再充电锂电池。
背景技术
因为已知包括非水电解液的锂二次电池能够产生高电压，并且具有高能量密度和良好的储存特性、以及在低温下的操作性良好，所以锂二次电池被广泛用于便携式个人电子设备。相应地，已继续开发高容量电池而用作电子设备的电源。
为了提供高容量电池，已经开发如Si、Sn和Al等金属材料作为新材料来替代碳类负极活性材料。然而，与包括碳类负极的锂电池相比，包括非碳类负极的可再充电锂电池通常具有改善的容量，但通常体现较差的循环寿命。例如，将这些金属材料用作负极活性材料的高容量电池还未被商业化，这是因为在充电-放电循环期间，Si、Sn、Al等金属容易与锂形成合金并经受体积膨胀和收缩而导致粉化。由此，可能会恶化电池的循环寿命。
因此，已提出将非晶态合金用作负极活性材料以改善循环寿命特性。非晶态Si氧化物合金材料与结晶态合金材料相比，具有相对较高的初始容量保持率，但在反复充电和放电循环后，其容量保持率可能会急剧降低。
另外，韩国专利公开No.2006-41828中公开了包括诸如4-氟亚乙基碳酸酯的含卤碳酸酯的电解液，该电解液改善了包括非碳类负极的电池的循环寿命特性，但改善有限。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种具有优异的循环寿命特性的可再充电锂电池。
根据本发明的实施方式，可再充电锂电池包括：包含非碳类负极活性材料的负极；包含可逆地嵌入和解嵌锂离子的正极活性材料的正极；以及包含非水有机溶剂、包括LiPF6的锂盐以及添加剂的电解液，其中所述非水有机溶剂包含有相对其总体积占20体积％或者更低的碳酸亚乙酯，所述添加剂包括由以下通式1表示的第一添加剂和包含LiB(C2O4)2的第二添加剂。所述电解液具有3.02cP或者更低的粘度。
[化学通式1]
Figure A200810149607D00061
在上述通式1中，R1和R2独立地选自由氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组，并且R1和R2至少之一选自由卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组。
在非碳类负极和电解液的界面上的稳定的钝化膜改善了可再充电锂电池的循环寿命特性。
在以下的说明书中将会部分地阐述本发明的其它方面和/或优点，部分从说明书中是显而易见的，或者可以通过本发明的实践而了解。
附图说明
结合附图，从以下实施方式的描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点会变得显而易见并更容易理解。
图1为根据本发明的一个实施方式的可再充电锂电池的示意图；
图2为表示根据实施例1和对比例1～3的可再充电锂电池的容量保持率；
图3A为表示位于根据实施例1的负极表面上的钝化膜的扫描电子显微镜(SEM)图像；
图3B为表示位于根据对比例1的负极表面上的钝化膜的扫描电子显微镜(SEM)图像。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的实施方式，其实施例被例示在附图中，其中，相同的附图标记在全文中指代相同的元件。为了说明本发明，下面参考附图对实施方式进行描述。
根据本发明的一个实施方式，该电解液包含非水有机溶剂、包括LiPF6的锂盐、由以下通式1表示的第一添加剂和第二添加剂LiB(C2O4)2，其中非水有机溶剂包含有相对其总体积占20体积％或者更低的碳酸亚乙酯。所述电解液具有3.02cP或者更低的粘度。
[化学通式1]
Figure A200810149607D00071
在上述通式1中，R1和R2独立地选自由氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组，并且R1和R2至少之一选自由卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组。
根据本发明的另一个实施方式，该可再充电锂电池包括非碳类负极活性材料和上述的电解液。
以下，更详细地描述电解液的构成组分，包括非水有机溶剂、锂盐、第一添加剂和第二添加剂。
锂盐在电池内供应锂离子，进行可再充电电池的基本操作并改善锂离子在正极和负极之间的传输。对于锂盐，可以使用任何用于可再充电电池的锂盐，例如LiPF6。
LiPF6可以在1.15～2.5M的浓度下使用。根据一个实施方式，LiPF6可以在1.3～2.0M的浓度下使用。当LiPF6在低于1.15M的浓度下使用时，由于锂离子不足，可能会降低锂离子传输速度。另一方面，如果LiPF6在高于2.5M的浓度下使用，可能会急剧增加界面电阻。
第一添加剂改善了可再充电锂电池的安全性，由以下通式1表示：
[化学通式1]
Figure A200810149607D00081
其中，R1和R2独立地选自由氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组，并且R1和R2至少之一选自由卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组。
第一添加剂的实例包括从氟代亚乙基碳酸酯、二氟代亚乙基碳酸酯、氯代亚乙基碳酸酯、二氯代亚乙基碳酸酯、溴代亚乙基碳酸酯、二溴代亚乙基碳酸酯、硝基亚乙基碳酸酯、氰基亚乙基碳酸酯及其组合构成的组中选择之一。作为特定、非限制性实例，第一添加剂可以为氟代亚乙基碳酸酯。
相对于100重量份的电解液，包含0.1～10重量份第一添加剂。作为非限制性实例，相对于100重量份的电解液，包含1～8重量份第一添加剂。当第一添加剂的含量低于0.1重量份时，在活性材料表面上发生的电解液分解反应可能不会被充分抑制，而且分解产物可能会降低电池的循环寿命特性。当第一添加剂的含量高于10重量份时，可能会减少从电解液输送给活性材料内部的锂离子。
第二添加剂LiB(C2O4)2改善了电池的循环寿命特性。作为非限制性实例，相对于100重量份的电解液，可以包含0.1～5重量份第二添加剂，或者优选0.2～3重量份。当第二添加剂的含量低于0.1重量份时，可能不会充分地改善循环寿命特性，而当第二添加剂的含量高于5重量份时，可能会增加电解液粘度。
非水有机溶剂充当用于传输离子的介质，该离子参加电池的电化学反应。
相对于非水有机溶剂的总体积，非水有机溶剂所包含的碳酸亚乙酯占20体积％或者更低。根据一个实施方式，碳酸亚乙酯的含量为5～20体积％。当碳酸亚乙酯的含量高于20体积％时，由于增加的粘度可能会恶化循环寿命特性。当碳酸亚乙酯在5体积％或者更高的含量使用时，由于在负极表面上形成的钝化膜可以改善电池的循环寿命特性。
作为非限制性实例，非水有机溶剂可以包括醚类、碳酸酯类、酯类、酮类、醇类或者非质子溶剂的至少一种，以及碳酸亚乙酯。非水有机溶剂可以单独或者以混合物的形式使用。当以混合物的形式使用有机溶剂时，可以根据所需的电池性能来控制混合比。
醚类溶剂的具体实例包括从二甲氧基乙烷(DME)、双(2-甲氧基乙基)醚(DGM)、三甘醇二甲醚(TriGM)、四甘醇二甲醚(TetGM)、聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、丙二醇二甲醚(PGDME)、二氧戊环及其组合构成的组中选择的至少一种。
碳酸酯类溶剂的实例包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲基丙酯(MPC)、碳酸乙基丙酯(EPC)、碳酸甲基乙酯(MEC)、碳酸乙基甲酯(EMC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等。(因为在非水有机溶剂中单独指定了碳酸亚乙酯的含量，所以从其他的碳酸酯类溶剂的列表中省略了碳酸亚乙酯。)
酯类溶剂的实例包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯等。
酮类溶剂的实例包括环己酮等，醇类溶剂的实例包括乙醇、异丙醇等。
非质子溶剂的实例包括诸如X-CN(其中X为C2～C20的线性、分枝或环状的烃基，具有双键、芳环或者醚键)等腈、诸如二甲基甲酰胺等酰胺、诸如1，3-二氧戊环等二氧戊环、环丁砜等。
此外，根据本发明的各方面，电解液可以进一步包括碳酸酯类溶剂和芳烃类溶剂的混合物。
芳烃类有机溶剂可以由以下通式2表示：
[化学通式2]
Figure A200810149607D00101
其中，R3～R8独立地选自由氢、卤素、C1～C10的烷基、C1～C10的卤代烷基及其组合构成的组。
芳烃类有机溶剂可以包括但不限于从苯、氟苯、1，2-二氟苯、1，3-二氟苯、1，4-二氟苯、1，2，3-三氟苯、1，2，4-三氟苯、氯苯、1，2-二氯苯、1，3-二氯苯、1，4-二氯苯、1，2，3-三氯苯、1，2，4-三氯苯、碘苯、1，2-二碘苯、1，3-二碘苯、1，4-二碘苯、1，2，3-三碘苯、1，2，4-三碘苯、甲苯、氟甲苯、1，2-二氟甲苯、1，3-二氟甲苯、1，4-二氟甲苯、1，2，3-三氟甲苯、1，2，4-三氟甲苯、氯甲苯、1，2-二氯甲苯、1，3-二氯甲苯、1，4-二氯甲苯、1，2，3-三氯甲苯、1，2，4-三氯甲苯、碘甲苯、1，2-二碘甲苯、1，3-二碘甲苯、1，4-二碘甲苯、1，2，3-三碘甲苯、1，2，4-三碘甲苯及其组合构成的组中选择的至少一种。
具有以上构成的电解液具有3.02cP或者更低的粘度。作为非限制性实例，该电解液可以具有0.5～3.0cP的粘度。当该电解液的粘度高于3.02cP时，电池电阻可能会变大。同样，当该电解液的粘度为0.5cP或者更高时，可以改善锂盐的离子化。
负极包括集电体和负极活性材料层，该负极活性材料层包括负极活性材料、粘合剂和任意的导电剂。
负极活性材料是从Si、氧化硅(SiOx，0<x<2)、Si-M(其中M为从Al、Sn、Ag、Fe、Bi、Mg、Zn、In、Ge、Pb和Ti构成的组中选择的至少一种元素)、SnO2、Sn及其组合构成的组中选择的非碳类负极活性材料。
集电体可以选自铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜、涂有导电金属的聚合物基材及其组合构成的组。作为特定、非限制性实例，集电体可以为铜箔或者镍箔。
粘合剂的实例包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟基丙烯纤维素、二乙炔纤维素、聚氯乙烯、羧基聚氯乙烯(carboxylated polyvinyl chloride)、聚偏二氟乙烯、包括环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸化丁苯橡胶(acrylated styrene-butadiene rubber)、环氧树脂和尼龙。
而且，负极可以包括导电剂以改善负极活性材料的导电性。只要不引起化学变化，则可以将任何导电材料用作导电剂。导电剂的实例包括天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、凯琴黑(ketjen black)、碳纤维、包含铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维、或者聚苯衍生物。
正极包括集电体和正极活性材料层，该正极活性材料层包括正极活性材料、粘合剂和导电剂。
正极活性材料可以为可逆地嵌入和解嵌锂的嵌锂化合物(lithiatedintercalation compound)。具体而言，正极活性材料可以包括复合的氧化物，该氧化物包括锂和从钴、锰、镍及其组合构成的组中选择的金属，更具体地可以由以下通式3～26的化合物所例示。
[化学通式3]
LiaA1-bTbD2
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，A、T和D被限定如下。
[化学通式4]
LiaE1-bTbO2-cLc
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，E、T和L被限定如下。
[化学通式5]
LiE2-bTbO4-cLc
其中，上述通式中，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，E、T和L被限定如下。
[化学通式6]
LiaNi1-b-cCobTcDα
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2，T和D被限定如下。
[化学通式7]
LiaNi1-b-cCobTcO2-αLα
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2，T和L被限定如下。
[化学通式8]
LiaNi1-b-cCobTcO2-αL2
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2，T和L被限定如下。
[化学通式9]
LiaNi1-b-cMnbTcDα
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α≤2，T和D被限定如下。
[化学通式10]
LiaNi1-b-cMnbTcO2-αLα
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2，T和L被限定如下。
[化学通式11]
LiaNi1-b-cMnbTcO2-αL2
其中，上述通式中，0.95≤a≤1.1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，0<α<2，T和L被限定如下。
[化学通式12]
LiaNibEcGdO2
其中，上述通式中，0.90≤a≤1.1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0.001≤d≤0.1，E和G被限定如下。
[化学通式13]
LiaNibCocMndGeO2
其中，上述通式中，0.90≤a≤1.1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0.001≤e≤0.1。
[化学通式14]
LiaNiGbO2
其中，上述通式中，0.90≤a≤1.1，0.001≤b≤0.1，G被限定如下。
[化学通式15]
LiaCoGbO2
其中，上述通式中，0.90≤a≤1.1，0.001≤b≤0.1，G被限定如下。
[化学通式16]
LiaMnGbO2
其中，上述通式中，0.90≤a≤1.1，0.001≤b≤0.1，G被限定如下。
[化学通式17]
LiaMn2GbO4
其中，上述通式中，0.90≤a≤1.1，0.001≤b≤0.1，G被限定如下。
[化学通式18]
QO2
其中，上述通式中，Q被限定如下。
[化学通式19]
QS2
其中，上述通式中，Q被限定如下。
[化学通式20]
LiQS2
其中，上述通式中，Q被限定如下。
[化学通式21]
V2O5
[化学通式22]
LiV2O5
[化学通式23]
LiZO2
其中，上述通式中，Z被限定如下。
[化学通式24]
LiNiVO4
[化学通式25]
Li(3-f)J2(PO4)3(0≤f≤3)
其中，上述通式中，J被限定如下。
[化学通式26]
Li(3-f)Fe2(PO4)3(0≤f≤2)
在上述通式3～26中，A选自由Ni、Co、Mn及其组合构成的组；T选自由Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素及其组合构成的组；D选自由O、F、S、P及其组合构成的组；E选自由Co、Mn及其组合构成的组；L选自由F、S、P及其组合构成的组；G选自由Al、Cr、Mn、Fe、Mg、Sr、V、诸如La和Ce等镧系元素及其组合构成的组；Q选自由Ti、Mo、Mn及其组合构成的组；Z选自由Cr、V、Fe、Sc、Y及其组合构成的组；J选自由V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu及其组合构成的组。
粘合剂改善正极活性材料粒子相互之间的粘合性，并且将正极活性材料粒子粘合到集电体上。粘合剂的实例包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟基丙烯纤维素、二乙炔纤维素、聚氯乙烯、羧酸化聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、包括环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸化丁苯橡胶、环氧树脂和尼龙。
导电剂改善电极的电导率。只要不引起化学变化，则可以将任何的导电材料用作导电剂。导电剂的实例包括天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、凯琴黑、碳纤维、包含铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维、或者聚苯衍生物。
集电体可以为Al，但不限于此。
负极可以制造如下：通过混合负极活性材料、粘合剂和任意的导电剂制备用于负极活性材料层的组合物，然后将用于负极活性材料层的组合物涂敷到集电体上。正极可以制造如下：通过混合正极活性材料、粘合剂和导电剂制备用于正极活性材料层的组合物，然后将用于正极活性材料层的组合物涂敷到集电体上。制造电极的方法在本领域是周知的，所以无需在此详细描述。溶剂可以包括N-甲基吡咯烷酮，但不限于此。
需要时，可再充电锂电池可以包括在正极和负极之间的隔板。该隔板可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯及其多层，该多层诸如为聚乙烯/聚丙烯的双层隔板、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯的三层隔板、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯的三层隔板。作为非限制性实例，可以使用由聚乙烯和聚丙烯等聚烯烃制成的微孔膜。
图1为根据本发明的一个实施方式的可再充电锂电池1的示意图。
可再充电锂电池1主要包括负极2、正极3、插入正极3和负极2之间的隔板4以及浸入隔板4的电解液，此外还有电池壳5和密封电池壳5的密封件6。尽管图1所示的可再充电锂电池以圆柱状形成，但可以理解的是，根据本发明的各方面，可再充电锂电池可以形成棱柱状、硬币状或者薄板状等各种形状。
根据隔板的存在和用于电池的电解液类型，可再充电锂电池可以分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。可再充电锂电池可以具有各种形状和尺寸，包括圆柱状、棱柱状或者硬币型电池，而且在尺寸上可以为薄膜电池或者为体积庞大的电池。与本发明相关的锂电池的结构和制造方法在本领域是周知的。
以下的实施例更具体地说明本发明的各方面。然而，这些实施例不应该在任何意义上解释为限制本发明的范围。
实施例1和2以及对比例1～8
制备具有以下表1中各组分的电解液。
在表1中，组分含量表示在圆括号内。第一添加剂含量是指相对于100重量份电解液的重量份，非水有机溶剂组分比是指全部溶剂的体积百分比，LiPF6含量指的是mol/L，LiB(C2O4)2含量指的是重量份。FEC表示单氟亚乙基碳酸酯，VC表示碳酸亚乙烯酯，EC表示碳酸亚乙酯，EMC表示碳酸乙基甲酯，DMC表示碳酸二甲酯。
表1
Figure A200810149607D00171
按照95:2的重量比混合作为正极活性材料的氧化锂钴(LiCoO2)和作为导电剂的碳黑来制备混合物。作为粘合剂的聚偏氟乙烯被溶于作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮来制备粘合剂溶液，然后将混合物加入到粘合剂溶液以制备正极浆料。用刮胶刀将制备的正极浆料涂敷到20μm厚的铝箔上，然后在真空气氛内、在120℃下干燥24个小时以挥发N-甲基-2-吡咯烷酮，然后压制以制造正极。
表1中所示的负极活性材料分别与粘合剂溶液混合以制备负极浆料，所述粘合剂溶液包括溶于N-甲基-2-吡咯烷酮的聚偏氟乙烯。用刮胶刀将制备的负极浆料涂敷到14μm厚的铜箔上，然后在真空气氛内、在120℃下干燥24个小时以挥发N-甲基-2-吡咯烷酮，然后压制以制造负极。
按照常规电池制造方法，使用制造的正极和负极、隔板以及根据实施例1和2及对比例1～8的电解液来制造可再充电锂电池单元。
粘度测定
在25℃和30Hz的频率下，用SV-10粘度计测定根据实施例1和2以及对比例1～8的电解液粘度。测定结果表示在以下表2中。
表2
 
粘度(cP)
实施例1 2.95
实施例2 3.0
对比例1 2.5
对比例2 2.65
对比例3 2.8
对比例4 3.10
对比例5 3.03
对比例6 3.10
对比例7 3.5
对比例8 3.2
如表2所示，实施例1和2以及对比例1～3的电解液粘度为3.0cP或者更低，而对比例4～6的电解液粘度为3.03cP或者更高。从这些结果可以认为，随着碳酸亚乙酯含量增加，电解液粘度会增加，而且循环寿命降低。
电池单元特性测定
对根据实施例1和对比例1～3的电池单元的循环寿命特性进行如下测定。
根据实施例1以及对比例1、2、3、7和8的电池单元以0.2C被充电至4.2V电压，然后放电至3.0V电压。重复充电和放电45次。测定第45次的容量保持率。此结果表示在图2中。第45次的容量保持率是指第45次的循环放电容量相对第一次循环放电容量的比率。
如图2所示，根据实施例1的电池单元的容量保持率直至10次循环都与对比例1～3的电池单元的容量保持率相似。然而，在第15次循环之后，根据实施例1的电池单元的容量保持率稍微降低，而对比例1、2、3、7和8的电池单元的容量保持率急剧降低，并且在第40次循环处，容量保持率降低至40％或者更低。
由表2和图2的结果可知，没有第一和第二添加剂的对比例1的电池单元以及包括第一添加剂或者第二添加剂之一的对比例2和3的电池单元体现了3.0cP或者更低的粘度，但是它们的循环寿命明显更差。
相反，在负极表面上具有稳定钝化膜的实施例1的电池单元与对比例1～3的电池单元相比，体现了优异的循环寿命特性。如图2所示，即使是同时包括第一和第二添加剂，当EC含量高于20体积％时，循环寿命特性也可能会较差。
根据负极活性材料类型的电解液组分的影响
按照与实施例1中相同的方法测定根据对比例4和对比例6的电池单元的容量保持率。其结果表示在以下表3中。
表3
 
第45次容量保持率
对比例4 20％
对比例6 97.5％
如表3所示，即使使用包括EC、EMC、LiPF6和FEC的相同电解液，包括Si负极活性材料的对比例4的电池单元体现了20％的非常低的容量保持率，而包括石墨负极活性材料的对比例6的电池单元体现了97.5％的非常高的容量保持率。也就是说，将石墨用作负极活性材料时，没有LiB(C2O4)2也能得到优异的循环寿命特性，而将Si用作负极活性材料时，如果不包括LiB(C2O4)2，则循环寿命较差。
钝化膜分析
图3A和3B分别表示充电和放电之后、根据实施例1和对比例1的负极表面上的钝化膜的SEM图像。如图3A和3B所示，对应于实施例1的、使用了包括5重量份的第一添加剂和2重量份的用作第二添加剂的LiB(C2O4)2的电解液的负极，具有均匀的钝化膜，但对应于对比例1的、使用了包含LiPF6的电解液的负极，在活性材料的表面上具有裂缝。该裂缝使活性材料的内部暴露，在活性材料的暴露表面上可能会发生导致循环寿命特性降低的额外的溶液分解反应。
虽然已示出并说明了本发明的若干实施方式，但本领域技术人员应理解的是，可以在实施方式上进行改变而不背离本发明的原则和精神，所述范围由权力要求及其等价物限定。

Claims (15)

1、一种可再充电锂电池，包括：
负极，包含非碳类负极活性材料；
正极，包含可逆地嵌入和解嵌锂离子的正极活性材料；和
电解液，包含非水有机溶剂、包括LiPF6的锂盐、由以下通式1表示的第一添加剂和第二添加剂LiB(C2O4)2，所述非水有机溶剂包含有相对其总体积占20体积％或者更低的碳酸亚乙酯，
其中所述电解液具有3.02cP或者更低的粘度，
[化学通式1]
Figure A200810149607C00021
其中，在上述通式1中，R1和R2独立地选自由氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组，并且R1和R2至少之一选自由卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)以及C1～C5的氟烷基构成的组。
2、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述碳酸亚乙酯的量为5～20体积％。
3、根据权利要求2所述的可再充电锂电池，其中除了碳酸亚乙酯以外，所述非水有机溶剂进一步包括醚类、碳酸酯类、酯类、酮类、醇类或者非质子溶剂。
4、根据权利要求2所述的可再充电锂电池，其中除了碳酸亚乙酯以外，所述非水有机溶剂进一步包括从下述组中选择的至少一种溶剂：二甲氧基乙烷(DME)、双(2-甲氧基乙基)醚(DGM)、三甘醇二甲醚(TEGDME)、四甘醇二甲醚(TetGM)、聚乙二醇二甲醚(PEGDME)、丙二醇二甲醚(PGDME)、二氧戊环、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲基丙酯(MPC)、碳酸乙基丙酯(EPC)、碳酸甲基乙酯(MEC)、碳酸乙基甲酯(EMC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯、环己酮、乙醇、异丙醇、具有通式X-CN的腈、二甲基甲酰胺、1，3-二氧戊环、环丁砜；
其中X为C2～C20的线性、分枝或环状的烃基，具有双键、芳环或者醚键。
5、根据权利要求2所述的可再充电锂电池，其中所述非水有机溶剂进一步包括碳酸乙基甲酯。
6、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述第一添加剂选自由氟代亚乙基碳酸酯、二氟代亚乙基碳酸酯、氯代亚乙基碳酸酯、二氯代亚乙基碳酸酯、溴代亚乙基碳酸酯、二溴代亚乙基碳酸酯、硝基亚乙基碳酸酯、氰基亚乙基碳酸酯及其组合构成的组。
7、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中相对于100重量份的电解液，所述第一添加剂的量为0.1～10重量份。
8、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中相对于100重量份的电解液，所述第一添加剂的量为1～8重量份。
9、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中LiPF6的浓度为1.15～2.5M。
10、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中LiPF6的浓度为1.3～2.0M。
11、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述电解液具有0.5～3.0cP的粘度。
12、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中相对于100重量份的电解液，所述第二添加剂的量为0.1～5重量份。
13、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中相对于100重量份的电解液，所述第二添加剂的量为0.2～3重量份。
14、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述非碳类负极包含从Si、氧化硅(SiOx，0<x<2)、Si-M、SnO2、Sn及其组合构成的组中选择的至少一种；
其中M为从Al、Sn、Ag、Fe、Bi、Mg、Zn、In、Ge、Pb和Ti构成的组中选择的至少一种金属。
15、根据权利要求1所述的可再充电锂电池，其中所述非碳类负极包含Si粉末或者氧化硅。
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