CN101548426A - 非水性电解质以及包含该电解质的电化学装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包含以下物质的非水性电解质：丙烯酸酯化合物；含亚硫酰基基团的化合物；有机溶剂；和电解质盐。此外，还公开了一种表面上部分或全部形成有涂覆层的电极，该涂覆层包括：(i)还原形式的丙烯酸酯化合物；以及(ii)还原形式的含亚硫酰基基团的化合物。此外，还公开了一种包含阴极、阳极和非水性电解质的电化学装置，其中(i)非水性电解质为上述非水性电解质；并且/或者(ii)阴极和/或阳极为上述电极。

Description

非水性电解质以及包含该电解质的电化学装置
技术领域
本发明涉及非水性电解质、电极和包含它们的电化学装置。更具体而言，本发明涉及含有能改善电化学装置的寿命和热稳定性的化合物的非水性电解质，以及含所述电解质的电化学装置。另外，本发明还涉及含有还原形式的能改善电化学装置的寿命和热稳定性的化合物的电极，以及含所述电极的电化学装置。
背景技术
近来，人们越来越关注能量存储技术。随着电池已被广泛地用作移动电话、摄像机、笔记本电脑、PC和电动力车的能量来源，已对电化学装置进行了深入的研究开发。在这点上，电化学装置成为广泛关注的对象。特别是，可再充电二次电池的开发已成为关注的焦点。最近，已研究开发了具有新设计的电极和电池以改善其容量密度和比能。
在目前所用的二次电池中，于20世纪90年代早期开发的锂二次电池，具有比使用水性电解质的常规电池(如Ni-MH电池、Ni-Cd电池和H2SO4-Pb电池)更高的驱动电压和能量密度，因此在二次电池领域中得到关注。然而，锂二次电池具有的一个问题在于，其在重复充电/放电循环过程中发生品质的退化。随着电池容量密度的增加所述问题变得更严重。
因此，一直需要开发一种改善二次电池寿命的方法。
日本公开专利No.2002-158034公开了一种用作电解质添加剂的丙烯酸化合物，该丙烯酸化合物能抑制锂二次电池中气体的生成以及阳极的劣化。此外，日本公开专利No.2003-168479公开了将具有至少三个丙烯酰基基团的丙烯酸化合物用作锂二次电池中的电解质添加剂，通过还原在阳极处形成固体电解质界面(SEI)层，并且所述SEI层抑制阳极处电解质的分解以改善电池的寿命特性。
发明内容
技术问题
因此，鉴于上述问题已作出了本发明。一般而言，当将具有可聚合双键的丙烯酸酯化合物用作电化学装置如锂二次电池中电解质的添加剂时，其可先于主溶剂如碳酸亚乙酯在电池阳极处被还原，从而形成具有优良品质的固体电解质界面(SEI)层。在这点上，本发明的发明人已发现，当将含亚硫酰基基团的化合物与丙烯酸酯化合物结合使用时，丙烯酸酯化合物所提供的前述效果可被最大化。
因此，本发明的一个目的为提供一种包含丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物的非水性电解质，以及一种包含上述非水性电解质的电化学装置。
技术方案
为达到上述目的，提供了一种包含以下物质的非水性电解质：丙烯酸酯化合物；含亚硫酰基基团的化合物；有机溶剂；和电解质盐。
同样，还提供了一种其表面上部分或全部形成有涂覆层的电极，该涂覆层包括：(i)还原形式的丙烯酸酯化合物；以及(ii)还原形式的含亚硫酰基基团的化合物。
此外，还提供了一种包含阴极、阳极和非水性电解质的电化学装置，其中(i)非水性电解质为本发明的上述非水性电解质；并且/或者(ii)阴极和/或阳极为本发明的上述电极。
具体实施方式
本发明的非水性电解质的特征在于，其包括丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物。已知，当将具有可聚合双键的丙烯酸酯化合物用作电化学装置中电解质的添加剂时，该丙烯酸酯化合物先于碳酸酯类主溶剂在阳极处被还原，从而形成具有优良品质的固体电解质界面(SEI)层。当将含亚硫酰基基团的化合物与丙烯酸酯化合物结合使用时，丙烯酸酯化合物所提供的所述效果可被最大化。
当该丙烯酸酯化合物被还原时，其形成相对厚且密的SEI层，而含亚硫酰基基团的化合物形成相对薄且多孔的SEI层。由于所述密度的不同，当上述化合物相结合用作本发明电解质的添加剂时，第一SEI层由一种组分形成，然后第二SEI层由另一种组分于第一SEI层的较薄或多孔部分上或者于无SEI层的阳极表面的部分上形成。结果是可在阳极表面上形成牢固的SEI层。因此，可通过使用包含丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物的非水性电解质来制造电化学装置从而改善电化学装置的品质。
在本发明的非水性电解质中，丙烯酸酯化合物包括一种分子中具有一个或多个丙烯酰基基团的化合物。所述丙烯酸酯化合物的非限制性实例包括但不限于：四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量50～20000)、双酚A乙氧基化二丙烯酸酯(分子量100～10000)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、三[2-(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯等。上述丙烯酸酯化合物可单独或结合使用。
丙烯酸酯化合物以占非水性电解质0.05～10重量％的量使用。当丙烯酸酯化合物以小于0.05重量％的量使用时，尽管使用丙烯酸酯化合物却无法改善电化学装置的寿命。当丙烯酸酯化合物以大于10重量％的量使用时，不可逆容量增加，导致使用该化合物的电化学装置的品质劣化。
在本发明的非水性电解质中，所述含亚硫酰基基团的化合物的非限制性实例包括亚硫酸酯、磺酸酯和磺酸内酯，并且上述化合物可单独或结合使用。
亚硫酸酯化合物可由下式1表示：
[式1]
其中R1和R2各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物，并且R1和R2可彼此接合。
亚硫酸酯的具体实例包括但不限于：亚硫酸亚乙酯、甲基亚硫酸亚乙酯、乙基亚硫酸亚乙酯、4，5-二甲基亚硫酸亚乙酯、4，5-二乙基亚硫酸亚乙酯、亚硫酸亚丙酯、4，5-二甲基亚硫酸亚丙酯、4，5-二乙基亚硫酸亚丙酯、4，6-二甲基亚硫酸亚丙酯、4，6-二乙基亚硫酸亚丙酯、1，3-丁二醇亚硫酸酯等。上述亚硫酸酯化合物可单独或结合使用。
磺酸酯化合物可由下式2表示：
[式2]
其中R3和R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物。
磺酸酯的具体实例包括但不限于：甲磺酸甲酯、甲磺酸乙酯、乙磺酸甲酯、甲磺酸丙酯、丙磺酸甲酯、丙磺酸乙酯、甲磺酸乙烯酯、甲磺酸丙烯酯、苯磺酸乙烯酯、丙烯磺酸丙烯酯、氰基乙磺酸丙烯酯等。上述磺酸酯化合物可单独或结合使用。
磺酸内酯化合物可由下式3和/或式4表示：
[式3]
Figure A200780043604D00082
其中R5-R10各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物；并且n为一个1-3的整数。
[式4]
Figure A200780043604D00083
其中R11-R14各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物；并且n为一个1-3的整数。
由式3和4所表示的磺酸内酯的具体实例包括但不限于：1，3-丙烷磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、1，3-丙烯磺酸内酯、1，4-丁烯磺酸内酯、1-甲基-1，3-丙烯磺酸内酯及它们的衍生物。上述磺酸内酯化合物可单独或结合使用。
含亚硫酰基基团的化合物优选以占非水性电解质0.1～5重量％的量使用。当含亚硫酰基基团的化合物以小于0.1重量％的量使用时，无法获得电化学装置寿命的足够改善。当含亚硫酰基基团的化合物以大于5重量％的量使用时，其造成不良的气体生成现象以及阻抗增加。
该非水性电解质包含有机溶剂。对有机溶剂没有具体限定，只要该溶剂为目前用于非水性电解质的即可。溶剂的具体实例包括环状碳酸酯、线性碳酸酯、内酯、醚、酯、乙腈、内酰胺和/或酮。也可使用所述溶剂的卤素衍生物。
环状碳酸酯的具体实例包括碳酸亚乙酯(EC)、碳酸异丙烯酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)等。线性碳酸酯的具体实例包括碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)等。内酯的具体实例包括γ-丁内酯(GBL)，醚的具体实例包括二丁醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，4-二噁烷、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷等。酯的具体实例包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、新戊酸甲酯等。此外，内酰胺的具体实例包括N-甲基吡咯烷酮(NMP)等。此外，酮的具体实例包括聚甲基乙烯基酮。还可使用上述有机溶剂的卤素衍生物。所述有机溶剂可单独或结合使用。
本发明的非水性电解质还包含电解质盐。对电解质盐没有具体限定，只要该电解质盐为目前用于非水性电解质的即可。
电解质盐的非限制性实例包括通过以下物质结合而形成的盐：(i)一种选自Li+、Na+和K+的阳离子，以及(ii)一种选自PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -和C(CF2SO2)3 -的阴离子。所述电解质盐可单独或结合使用。特别地，优选锂盐。
在本发明的另一方面中，本发明的电极包含部分或全部形成于电极表面上的涂覆层，例如固体电解质界面(SEI)层，所述涂覆层包括：(i)还原形式的丙烯酸酯化合物；以及(ii)还原形式的含亚硫酰基基团的化合物。
该涂覆层，例如SEI层，可在使用该电极的电化学装置的第一次充电时或在随后的充电/放电循环期间形成。本发明的电极可通过使按照本领域普通技术人员通常已知的方法所制造的电极在包含丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物的非水性电解质中还原至少一次而获得。在一个变型中，本发明的电极可通过以下方式获得：将多孔隔离膜插入按照本领域普通技术人员通常已知的方法所制造的阴极和阳极之间；将包含丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物的非水性电解质引入其中；并将得到的电池进行至少一次充电循环。
在本发明的电极中，还原形式的丙烯酸酯化合物和还原形式的含亚硫酰基基团的化合物可分别通过丙烯酸酯化合物和含亚硫酰基基团的化合物的还原性分解而制得。此外，在本发明的电极中，丙烯酸酯化合物和含亚硫酰基基团的化合物的非限制性实例与本发明非水性电解质中所用的丙烯酸酯化合物和含亚硫酰基基团的化合物的实例相同。
在本发明的又一方面中，本发明的电化学装置包括阴极、阳极和非水性电解质，其中非水性电解质为本发明的上述非水性电解质。
在一个变型中，本发明的电化学装置包括阴极、阳极和非水性电解质，其中阴极和/或阳极为本发明的上述电极。在此，非水性电解质可以为本发明的上述非水性电解质。
本发明的电化学装置包括所有类型的其中可发生电化学反应的装置。电化学装置的具体实例包括所有类型的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池、电容器等。在二次电池中，优选锂二次电池，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
该电化学装置可通过使用本领域普通技术人员已知的常规方法获得。例如，将多孔隔离膜插入阴极和阳极之间以形成一个电极组件，然后将本发明的非水性电解质注入其中。
本发明电化学装置中所使用的电极可通过本领域普通技术人员已知的常规方法制造。例如，可将电极活性材料与溶剂混合，并任选与粘合剂、导电剂和分散剂混合，并且搅拌该混合物以提供浆料。然后，将该浆料涂覆于金属集电器上，并挤压和干燥涂覆有浆料的集电器以提供电极。
电极活性材料包括阴极活性材料或阳极活性材料。
本发明中可使用的阴极活性材料包括：锂过渡金属复合氧化物，例如LiMxOy(M＝Co、Ni、Mn、CoaNibMnc)(例如锂锰复合氧化物如LiMn2O4，锂镍氧化物如LiNiO2，通过用其它过渡金属部分取代上述氧化物中的锰、镍和钴而获得的其它氧化物，或者含锂的钒氧化物等)；或者calcogenide，例如二氧化锰、二硫化钛、二硫化钼等。
本发明中可使用的阳极活性材料包括目前用于电化学装置的阳极中的那些材料。阳极活性材料的具体实例包括能进行锂离子嵌入/脱嵌的锂金属、锂合金、碳、石油焦炭、活性炭、石墨或碳纤维。也可使用其它能进行锂嵌入/脱嵌的、相对于Li+/Li的电势小于2V的金属氧化物(例如TiO2或SnO2)。特别地，优选含碳材料，例如石墨、碳纤维或活性炭。
对集电器没有具体限定，只要集电器由高导电性金属形成、能使电极活性材料的浆料容易地附着于其上、并在电池的驱动电压范围内无反应活性即可。阴极集电器的非限制性实例包括由铝、镍或其组合所形成的箔。阳极集电器的非限制性实例包括由铜、金、镍、铜合金或其组合所形成的箔。
本发明中可使用的粘合剂的具体实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVdF)等。
对导电剂没有具体限定，只要导电剂为不导致电化学装置中发生化学变化的导电材料即可。一般而言，可使用炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、金属粉末、导电性金属氧化物、有机导电剂。市售的导电剂包括乙炔黑-基导电剂(由Chevron Chemical Company或Gulf Oil Company可得)、科琴黑(Ketjen black)EC系列(由Armak Company可得)、Vulcan XC-72(由Cabot Company可得)和Super P(由MMMCo.可得)。
作为形成浆料用的溶剂，可使用有机溶剂，例如NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DMF(二甲基甲酰胺)、丙酮或二甲基乙酰胺，水等。所述溶剂可单独或结合使用。溶剂以足够溶解并分散其中的电极活性材料、粘合剂和导电剂的量使用，并考虑到浆料的涂覆厚度和生产能力。
尽管对本发明中可用的隔离膜没有具体限定，但优选多孔隔离膜，其具体实例包括聚丙烯-基、聚乙烯-基和聚烯烃-基多孔隔离膜。
此外，尽管对本发明电化学装置的外部形状没有具体限定，但电化学装置可具有罐状的圆柱形、棱柱形、袋状形或纽扣状形状。
现在，将详细地描述本发明的优选实施方案。应理解的是，以下实施例仅为示例性的并且本发明不限于此。
实施例1
首先，将1M LiPF6溶解于以3:7的比例(体积:体积，EC:EMC)含有碳酸亚乙酯(EC)和碳酸乙甲酯(EMC)的有机溶剂中以制备一种溶液。接下来，将0.5重量％的由下式5表示的二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯和3.0重量％的丙烷磺酸内酯作为添加剂加入到该溶液中以制备非水性电解质。
[式5]
Figure A200780043604D00121
将LiCoO2用作阴极活性材料，并将人造石墨用作阳极活性材料。通过使用上述阴极活性材料、阳极活性材料和所得电解质制备一个双电池型(bicell)袋式电池。
实施例2
电解质和电池以与实施例1所述的相同方式制备，不同之处在于用亚硫酸亚乙酯代替丙烷磺酸内酯加入。
实施例3
电解质和电池以与实施例1所述的相同方式制备，不同之处在于加入由下式6表示的二季戊四醇六丙烯酸酯代替由上式5表示的二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯。
[式6]
Figure A200780043604D00122
实施例4
电解质和电池以与实施例1所述的相同方式制备，不同之处在于加入甲磺酸丙烯酯代替丙烷磺酸内酯。
对比实施例1
电解质和电池以与实施例1所述的相同方式制备，不同之处在于不加入丙烷磺酸内酯。
对比实施例2
电解质和电池以与实施例3所述的相同方式制备，不同之处在于不加入丙烷磺酸内酯。
对比实施例3
电解质和电池以与实施例1所述的相同方式制备，不同之处在于不加入二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(式5)。
对比实施例4
电解质和电池以与实施例2所述的相同方式制备，不同之处在于不加入二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(式5)。
对比实施例5
电解质和电池以与实施例4所述的相同方式制备，不同之处在于不加入二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(式5)。
对比实施例6
电解质和电池以与实施例1所述的相同方式制备，不同之处在于不加入二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(式5)和丙烷磺酸内酯。
实验实施例1：寿命特性实验
将实施例1-4以及对比实施例1-6的袋式电池在0.5C下进行200次充电/放电循环。测量各电池基于初始容量的容量保持率(％)。下表1示出了结果。
实验实施例2：测量高温储存条件下厚度变化的实验
将实施例1-4以及对比实施例1-6的电池由室温加热到90℃，然后在90℃下储存4小时。接下来，在将该电池由90℃冷却1小时的过程中，进行各电池厚度变化的实时测量。结果示于下表1中。
表1
[表1]
[表]
 
添加剂 200次充电/放电循环后的容量保持率(％) 高温下的厚度增量(mm)
实施例1 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％+丙烷磺酸内酯3重量％      87.1 0.45
实施例2 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯 85.3 0.62
 
0.5重量％+亚硫酸亚乙酯3重量％
实施例3 二季戊四醇六丙烯酸酯0.5重量％+丙烷磺酸内酯3重量％     88.5 0.51
实施例4 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％+甲磺酸丙烯酯3重量％      82.8 0.68
对比实施例1 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％                65.4 2.1
对比实施例2 二季戊四醇六丙烯酸酯0.5重量％                  67.7 2.4
对比实施例3 丙烷磺酸内酯3重量％ 68.8 1.8
对比实施例4 亚硫酸亚乙酯3重量％ 65.2 1.9
对比实施例5 甲磺酸丙烯酯3重量％ 70.5 2.5
对比实施例6 无 52.3 3.4
由表1中可看出，使用丙烯酸酯化合物与含亚硫酰基基团的化合物相结合的电池与使用各单独化合物的电池相比，表现出明显改善的寿命特性。
此外，电池的厚度增量与电池内部的气体生成量成正比。与寿命特性评价实验的结果相同，使用丙烯酸酯化合物与含亚硫酰基基团的化合物相结合的电池与使用各单独化合物的电池相比，表现出较低的由高温储存条件下气体生成而造成的厚度增量。
实验实施例3.对通过添加剂的反应而在阳极上形成SEI层的研究
使用实施例1-4以及对比实施例1-6的电解质以及人造石墨作为阴极和锂箔作为阴极以常规方式制得纽扣型半电池。将纽扣型半电池各自在0.2C下、于23℃进行三次充电/放电循环，将各电池拆开，然后从处于放电状态的各电池上收集阳极。该阳极通过DSC(示差扫描量热法)进行分析并测量热辐射温度的峰值。结果示于下表2中。通常认为热辐射峰是由阳极表面上SEI膜的热降解引起的。
表2
[表2]
[表]
 
添加剂 初始热辐射温度(℃)
实施例1 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％+丙烷磺酸内酯3重量％      125
实施例2 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％+亚硫酸亚乙酯3重量％      124
实施例3 二季戊四醇六丙烯酸酯0.5重量％+丙烷磺酸内酯3重量％     127
实施例4 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％+甲磺酸丙烯酯3重量％      126
对比实施例1 二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯0.5重量％                123
对比实施例2 二季戊四醇六丙烯酸酯0.5重量％                  122
对比实施例3 丙烷磺酸内酯3重量％ 123
对比实施例4 亚硫酸亚乙酯3重量％ 119
对比实施例5 甲磺酸丙烯酯3重量％ 120
对比实施例6 无 112
实验后，实施例1-4的使用丙烯酸酯化合物与含亚硫酰基基团的化合物作为电解质添加剂的电池，以及对比实施例1-6的单独使用上述各化合物的电池在阳极处表现出不同的初始热辐射温度。由上述实验结果可看出，本发明电解质中所用的化合物，即丙烯酸酯化合物与含亚硫酰基基团的化合物二者，都参与了阳极表面上SEI层的形成。
产业实用性
从上述描述中可看出，本发明的非水性电解质由于包括丙烯酸酯化合物以及含亚硫酰基基团的化合物，使得丙烯酸酯化合物可在阳极上形成SEI层，并可实现含亚硫酰基基团的化合物对丙烯酸酯化合物所提供的效果的最大化。因此，使用该非水性电解质的电化学装置，例如二次电池，可提供改善的寿命特性和热安全性。
尽管本发明的几个优选实施方案已为示例目的描述，但本领域技术人员将意识到在不背离所附权利要求书所公开的本发明范围和精神的情况下可进行多种改进、添加和取代。

Claims (18)

1.一种非水性电解质，包含：丙烯酸酯化合物；含亚硫酰基基团的化合物；有机溶剂；和电解质盐。
2.权利要求1的非水性电解质，其中丙烯酸酯化合物选自四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量50～20000)、双酚A乙氧基化二丙烯酸酯(分子量100～10000)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和三[2-(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯。
3.权利要求1的非水性电解质，其中丙烯酸酯化合物以占非水性电解质0.05～10重量％的量使用。
4.权利要求1的非水性电解质，其中含亚硫酰基基团的化合物选自亚硫酸酯、磺酸酯和磺酸内酯。
5.权利要求4的非水性电解质，其中亚硫酸酯包括由下式1表示的化合物：
[式1]
Figure A200780043604C00021
其中R1和R2各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物，并且R1和R2可彼此接合。
6.权利要求4的非水性电解质，其中磺酸酯包括由下式2表示的化合物：
[式2]
Figure A200780043604C00022
其中R3和R4各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物。
7.权利要求4的非水性电解质，其中磺酸内酯包括由下式3或4表示的化合物或者两种化合物都包括：
[式3]
Figure A200780043604C00031
其中R5-R10各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物；并且n为一个1-3的整数；并且
[式4]
Figure A200780043604C00032
其中R11-R14各自独立地代表氢原子、卤素原子、C1-C6烷基、C6-C12芳基、C2-C6烯基或它们的卤素衍生物；并且n为一个1-3的整数。
8.权利要求4的非水性电解质，其中亚硫酸酯选自亚硫酸亚乙酯、甲基亚硫酸亚乙酯、乙基亚硫酸亚乙酯、4，5-二甲基亚硫酸亚乙酯、4，5-二乙基亚硫酸亚乙酯、亚硫酸亚丙酯、4，5-二甲基亚硫酸亚丙酯、4，5-二乙基亚硫酸亚丙酯、4，6-二甲基亚硫酸亚丙酯、4，6-二乙基亚硫酸亚丙酯和1，3-丁二醇亚硫酸酯。
9.权利要求4的非水性电解质，其中磺酸酯选自甲磺酸甲酯、甲磺酸乙酯、乙磺酸甲酯、甲磺酸丙酯、丙磺酸甲酯、丙磺酸乙酯、甲磺酸乙烯酯、甲磺酸丙烯酯、苯磺酸乙烯酯、丙烯磺酸丙烯酯和氰基乙磺酸丙烯酯。
10.权利要求4的非水性电解质，其中磺酸内酯选自1，3-丙烷磺酸内酯、1，4-丁烷磺酸内酯、1，3-丙烯磺酸内酯、1，4-丁烯磺酸内酯和1-甲基-1，3-丙烯磺酸内酯。
11.权利要求1的非水性电解质，其中含亚硫酰基基团的化合物以占非水性电解质0.1～5重量％的量使用。
12.权利要求1的非水性电解质，其中电解质盐通过：(i)一种选自Li+、Na+和K+的阳离子与(ii)一种选自PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、C1O4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2-和C(CF2SO2)3 -的阴离子的结合形成。
13.权利要求1的非水性电解质，其中有机溶剂为至少一种选自环状碳酸酯、线性碳酸酯、内酯、醚、酯、乙腈、内酰胺、酮和它们的卤素衍生物的溶剂。
14.一种表面上部分或全部形成有涂覆层的电极，所述涂覆层包括：(i)还原形式的丙烯酸酯化合物；以及(ii)还原形式的含亚硫酰基基团的化合物。
15.权利要求14的电极，其中丙烯酸酯化合物选自四甘醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯(分子量50～20000)、双酚A乙氧基化二丙烯酸酯(分子量100～10000)、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基化三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙氧基化三丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基化四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯和三[2-(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯。
16.权利要求14的电极，其中含亚硫酰基基团的化合物选自亚硫酸酯、磺酸酯和磺酸内酯。
17.一种电化学装置，包含阴极、阳极和非水性电解质，其中(i)非水性电解质为权利要求1-13之一的非水性电解质；并且/或者(ii)阴极和/或阳极为权利要求14-16之一的电极。
18.权利要求17的电化学装置，其为锂二次电池。
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