CN101682080A - 非水电解质和含有该非水电解质的电化学设备 - Google Patents
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Abstract
一种非水电解质包括(i)含S＝O基团的化合物；(ii)包含碳酸酯和酯化合物的混合有机溶剂；和(iii)电解质盐，其中所述含S＝O基团的化合物是至少一种选自环状亚硫酸酯、饱和磺内酯、不饱和磺内酯和非环状砜的化合物。此外，一种电化学设备包括阴极、阳极和上述非水电解质。
Description
技术领域
本发明涉及一种非水电解质及含有所述非水电解质的电化学设备。更具体地，本发明涉及一种含有一种酯化合物和一种具有S＝O基团的化合物的非水电解质，以及含有所述非水电解质的电化学设备。
背景技术
近来，人们对储能技术的关注不断增加。随着储能技术扩展至诸如移动电话、可携式摄像机、笔记本电脑以及电动车等设备，努力研发电化学设备已变得更受关注。因此，电化学设备在这方面引起人们的注意，人们的兴趣已聚焦在可充电二次电池的发展上。近来，正研究和发展新型电极和电池设计以提高容量密度和单位能量。
在目前使用的二次电池中，在20世纪90年代初开发的锂二次电池包括一个含有允许锂离子嵌入和脱出的锂金属复合氧化物或硫的阴极，一个含有炭材料或锂金属的阳极，和一种通过将适量锂盐溶于混合有机溶剂制备的电解质。
锂二次电池具有约3.6V至约3.7V的平均放电电压，有利的是这比其他电池如碱性电池或镍-镉电池要高。为产生这种较高工作电压，电解质组合物在从约0V至约24V的充电/放电电压范围内应是电化学稳定的。为此目的，将一种其中一种环状碳酸酯化合物如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯，和一种直链碳酸酯化合物如碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯或碳酸二乙酯适当混合的混合溶剂用作电解质溶剂。电解质的溶质通常使用锂盐，如LiPF6、LiBF4和LiClO4，其作为电池中的锂离子源，并因此使锂电池工作。
在锂二次电池初始充电过程中，从阴极活性材料如锂金属氧化物中脱出的锂离子移向阳极活性材料如石墨，然后嵌入阳极活性材料层之间。此时，由于锂的高反应性，电解质与阳极活性材料的炭在阳极活性材料如石墨的表面上反应，从而产生化合物如Li2CO3、Li2O和LiOH。这些化合物在阳极活性材料如石墨的表面上形成一种SEI(固体电解质界面)膜。
所述SEI膜起离子通道的作用，其仅允许锂离子通过。由于该离子通道效应，SEI膜防止了电解质中高分子量有机溶剂与锂离子一起移动，并被嵌入阳极活性材料的层中，由此损坏阳极结构。因此，由于电解质不与阳极活性材料接触，电解质不会分解，且可以可逆地维持电解质中的锂离子的量，从而确保稳定的充电/放电。
然而，在薄角型电池(thin angled battery)中，形成上述SEI膜时，基于碳酸酯的溶剂分解产生气体如CO、CO2、CH4和C2H6会在充电过程中增加电池厚度。另外，如果将电池在完全充电状态置于高温下，由于随时间增加的电化学能和热能，SEI膜会缓慢分解。结果，暴露的阳极表面和周围电解质间的副反应不断发生。由于此时气体不断地产生，角型或袋型电池的内部压力升高，从而增加了电池厚度，并且这可引起电子产品如移动电话和笔记本电脑的电池高温性能的问题。
为减小电池内部压力的增加，已建议使用向电解质中加入添加剂以改变SEI膜形成反应阶段的方法。然而，本领域中众所周知，当将上述具体化合物加入电解质以改善电池性能时，一些性能会改善，但在很多情况下其他性能会劣化。
同时，常规锂二次电池的电解质中包括的非水溶剂通常使用一种包含大量具有高介电常数的环状碳酸酯化合物如碳酸亚乙酯，和适量具有低粘度的直链碳酸酯化合物如碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的混合溶剂。
然而，包含大量碳酸亚乙酯的锂二次电池由于SEI膜不稳定表现出更严重的电池内部压力升高问题。另外，由于具有高凝固点(约37至约39℃)的碳酸亚乙酯在室温下呈固态，其在低温下具有低离子传导性。因此，使用包含大量碳酸亚乙酯的非水溶剂的电池表现出较差的低温传导性。
为解决该问题并提供一种在低温下具有极佳高速放电特性的锂二次电池，日本专利公开文本No.H07-153486公开了一种使用通过向碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯为1∶1(体积比)的混合物中加入0.5至50体积％的γ-丁内酯制备的电解质的锂二次电池。然而，如果以此方式加入γ-丁内酯，尽管低温下高度放电特性会提高，但电池的循环寿命会缩短。
日本专利公开文本No.H05-182689和H04-284374报道了室温和低温下的充电/放电特性可通过使用具有低粘度的直链酯化合物作电解质添加剂/溶剂改善。然而，直链酯化合物具有与基于石墨的阳极的高反应性，所以此问题也必须解决。尤其当阳极具有较大比表面积时会发生此问题。阳极比表面积越大，与阳极活性材料反应的直链酯化合物越多。因此，引起阳极过度的还原反应。所述副反应在高温下进行更快，导致电池性能降低。
因此，需要通过改变常规锂电池的电解质中使用的非水混合溶剂组分来开发一种可提供足够的循环寿命、有效的高温稳定性和有效的低温放电特性的锂电池。
发明内容
技术问题
本发明人已发现，由于使用酯化合物作电解质添加剂或溶剂引起的与基于石墨的阳极的高反应性，当混合物中也使用具有S＝O基团的化合物时会最小。
在制备二次电池中也会使用阳极粘合剂。所述粘合剂可根据阳极的比表面积大小变化。具体地，基于有机物的粘合剂如聚偏二氟乙烯(PVDF)可用于具有低于约1.5m2/g的较小比表面积的阳极。另一方面，基于水的粘合剂如苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)可用于具有大于约1.5m2/g的较大比表面积的阳极。事实上阳极的比表面积越大，与阳极活性材料反应的直链酯化合物越多。结果，使用基于PVDF的粘合剂可引起阳极和直链酯化合物之间的可接受的还原性副反应。然而，基于SBR的粘合剂促进二者之间的过度还原性反应。所述副反应在高温下进行得更快，导致电池性能的下降。因此，使用基于水的粘合剂制作的二次电池需要阳极抑制剂如含有S＝O基团的化合物来防止副反应。
因此，本发明的一个目标涉及提供一种包括含S＝O基团的化合物和酯化合物的非水电解质，和一种含有所述非水电解质的电化学设备。
技术方案
为实现上述目标，本发明提供一种非水电解质，其包括(i)含S＝O基团的化合物；(ii)包含碳酸酯和由化学式1表示的酯化合物的混合有机溶剂；和(iii)电解质盐。
所述含S＝O基团的化合物是至少一种选自环状亚硫酸酯、饱和磺内酯、不饱和磺内酯和非环状砜的化合物。
化学式1
其中R1和R2分别独立地为C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基。
在本发明的另一个方面，也提供一种电化学设备，其包括阴极、阳极和非水电解质，其中所述非水电解质如上述根据本发明制备。
具体实施方式
下面，将详细描述本发明优选的实施方案。
本发明的非水电解质可包括含有S＝O基团的化合物。含有S＝O基团的化合物是一种在初始充电阶段先于碳酸酯和由式1表示的酯化合物形成电极膜的化合物。
所述酯化合物具有与基于石墨的电极的反应性高的问题。然而，如果非水电解质中也包括具有S＝O基团的化合物，具有S＝O基团的化合物会先于碳酸酯和酯化合物分解，从而在碳酸酯和酯化合物之前形成电极膜，优选阳极膜。因此，可解决酯化合物与阳极间的反应性的问题，也可提高含有这种非水电解质的电化学设备(例如，二次电池)的性能。
在含有S＝O基团的化合物中，环状亚硫酸酯可以是由下面的化学式2表示的环状亚硫酸酯。
化学式2
其中R3至R6分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，n是1至3的整数。
由化学式2表示的环状亚硫酸酯的非限制性实例可包括亚硫酸亚乙酯、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以及1，3-丁二醇亚硫酸酯。这些化合物可单独或结合使用。
另外，饱和磺内酯可以是由下面的化学式3表示的饱和磺内酯。
化学式3
其中R7至R12分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，n是0至3的整数。
在上述化学式3中，所述饱和磺内酯可包括1，3-丙烷磺内酯和1，4-丁烷磺内酯，但并不局限于此。另外，这些化合物可单独或结合使用。
所述不饱和磺内酯可以是由下面的化学式4表示的不饱和磺内酯。
化学式4
其中R13至R16分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，n是0至3的整数。
作为非限制性实例，由化学式4表示的不饱和磺内酯可包括乙烯磺内酯、1，3-丙烯磺内酯、1，4-丁烯磺内酯和1-甲基-1，3-丙烯磺内酯。这些化合物可单独或结合使用。
另外，非环状砜是由下面的化学式5表示的非环状砜。
化学式5
其中R17和R18分别独立地为C1至C6烷基、C1至C6卤代烷基、C2至C6烯基、C2至C6卤代烯基、C6至C18芳基或C6至C18卤代芳基。
作为非限制性实例，由化学式5表示的非环状砜可包括二乙烯基砜、二甲基砜、二乙基砜、甲基乙基砜、和甲基乙烯基砜。
含有S＝O基团的化合物优选以约0.5至约5重量％的含量包括在非水电解质中。如果含有S＝O基团的化合物在非水电解质中的含量低于约0.5重量％，电池的循环寿命不能有效延长。如果所述含量超过约5重量％，会发生如产生气体或阻抗增加的问题。
本发明的非水电解质包括一种混合有机溶剂，其可包括一种碳酸酯和一种由化学式1表示的酯化合物。
作为非限制性实例，由化学式1表示的酯化合物可包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯。这种酯化合物可单独或结合使用。
由化学式1表示的酯化合物优选以约3至约80重量％的含量包括在所述非水电解质内。如果由化学式1表示的酯化合物在非水电解质中的含量低于约3重量％，所述低温和高速特性不能有效提高。如果所述含量超过约80重量％，不可逆反应增加，其可能劣化电化学设备的性能。
所述碳酸酯可以是任意种类碳酸酯，只要其通常用作非水电解质的有机溶剂即可。例如，其可以是环状碳酸酯和/或直链碳酸酯。
所述环状碳酸酯可以是碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸亚戊酯、氟代碳酸亚乙酯(FEC)等，所述直链碳酸酯可以是碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸二丁酯、碳酸乙基甲基酯(EMC)、碳酸甲基丙基酯(MPC)、碳酸甲基异丙基酯、碳酸甲基丁基酯、碳酸乙基丙基酯等，但并不局限于此。也可使用它们的卤素衍生物。另外，这些化合物可单独或结合使用。
在本发明的非水电解质中，所述混合有机溶剂可以是除了由化学式1表示的酯化合物和碳酸酯外的其他的有机溶剂。
另外可用的有机溶剂没有特殊限制，只要它们可用作常规非水电解质的有机溶剂即可，它们可以是内酯、醚、酯、乙腈、内酰胺和/或酮。
作为非限制性实例，所述内酯可包括γ-丁内酯(GBL)。所述醚可以是二丁基醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，4-二氧六环、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷等，但不局限于此。酯化合物的实例可包括甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯等。另外，内酰胺的实例可包括N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。酮的实例可包括聚甲基乙烯基酮。也可使用上述有机溶剂的卤素衍生物。这些有机溶剂可单独或结合使用。
本发明的非水电解质包括一种电解质盐，所述电解质盐没有特殊限制，只要其可用作常规非水电解质的电解质盐。
所述电解质盐可包括选自Li+、Na+、和K+的阳离子和选自PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、I-、ClO4 -、AsF6 -、CH3CO2 -、CF3SO3 -、N(CF3SO2)2 -、和C(CF2SO2)3 -的阴离子的混合物，但它们并不局限于此。这些电解质盐可单独或结合使用。特别地，锂盐作为电解质盐是优选的。另外，可以以相对于所述混合有机溶剂约0.8至约2.0M的浓度包括所述电解质盐。
同时，本发明的电化学设备包括阴极、阳极和非水电解质，且所述非水电解质是一种如上述根据本发明制备的非水电解质。
本发明的电化学设备可包括利用电化学反应的任意设备。更详细地，包括在电化学设备范围内的所有类型的一次电池、二次电池、太阳电池或电容器。二次电池作为电化学设备是优选的，其中更优选锂二次电池如锂金属二次电池、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。
本发明的电化学设备可根据本领域中公知常识制备。例如，所述电化学设备可通过将多孔隔膜插入阴极和阳极之间，然后向其中注入本发明的电解质而制得。
所述电化学设备中使用的电极可通过本领域中公知的常规方法制备。例如，电极可通过将溶剂、任选的粘合剂、传导材料和分散剂成分与电极活性材料混合，将其搅拌制备浆体，用所述浆体涂覆集电器，然后将其压制并干燥来制备。
所述电极活性材料可使用阴极活性材料或阳极活性材料。
阴极活性材料的非限制性实例可包括锂过渡金属复合氧化物如LiMxOy(M＝Co、Ni、Mn、或CoaNibMnc)(例如，锂锰复合氧化物如LiMn2O4，锂镍氧化物如LiNiO2，锂钴氧化物如LiCoO2，通过用其他过渡金属取代上述氧化物的部分锰、镍或钴获得的任意材料，含锂的钒氧化物，或类似物)或硫属元素化物，例如二氧化锰、二硫化钛、二硫化钼、或类似物。
阳极活性材料可使用通常用于常规电化学设备的阳极的任意材料，阳极活性材料可包括锂金属、锂合金、炭、石油焦、活性炭、石墨、碳纤维或类似物。另外，可使用允许锂离子嵌入和脱出且对锂具有低于约2V的电势的金属氧化物如TiO2和SnO2。特别地，优选碳质材料如碳纤维或活性炭。
作为粘合剂，可使用常用于制备二次电池的那些。粘合剂可根据阳极比表面积大小变化。具体地，基于有机物的粘合剂如PVDF可用于具有低于约1.5m2/g，优选从约0.5m2/g至约1.5m2/g的较小比表面积的阳极。同样，基于水的粘合剂可用于具有大于约1.5m2/g，优选从约1.5m2/g至约4.5m2/g的较大比表面积的阳极。关于基于水的粘合剂，实例有亚丙酸粘合剂和苯亚乙-丁二烯共聚物(SBR)、改性苯乙烯-丁二烯共聚物等。更优选基于水的SBR。
由金属材料制成的集电器可以是具有高传导性的任意金属，只要可使浆体容易地粘附至电极活性材料，且在电池的电势范围内没有反应性即可。阴极集电器的非限制性实例包括可包括由铝、镍制成的箔或它们的结合物。阳极集电器的非限制性实例可包括铜、金、镍、铜合金制成的箔或它们的结合物。
本发明的电化学设备可包括一个隔膜。对所述隔膜没有特殊限制，只要是多孔隔膜即可，例如，基于聚丙烯的、基于聚乙烯的或基于聚烯烃的多孔隔膜。
对本发明的电化学设备的外形没有具体限制，电池可以为圆柱型、角型、袋型或纽扣型。
下文将通过实施例和比较例更详细地解释本发明。然而，下列实施方案仅为说明目的，本发明的范围不限于此。
实施例1
将LiPF6溶于其中碳酸亚乙酯(EC)和丙酸乙酯(EP)以3∶7的体积比混合的混合有机溶剂中使其具有1M的浓度，然后向所述溶剂中加入丙烷磺内酯使其具有3重量％的含量，从而制备非水电解质。
以常规方法使用如上制备的电解质，并使用LiCoO2作阴极活性材料，人工石墨作阳极活性材料，SBR作粘合剂制造纽扣型电池。
实施例2
以与实施例1中相同的方法制备电解质并制造含有该电解质的电池，不同之处在于加入亚硫酸亚乙酯代替丙烷磺内酯。
实施例3
将LiPF6溶于其中碳酸亚乙酯(EC)和丙酸丙酯(PP)以3∶7的体积比混合的混合有机溶剂中使其具有1M的浓度，然后向所述溶剂中加入丙烷磺内酯使其具有3重量％的含量，从而制备非水电解质。
以常规方法使用如上制备的电解质，并使用LiCoO2作阴极活性材料，人工石墨作阳极活性材料，SBR作粘合剂制造纽扣型电池。
实施例4
以与实施例3中相同的方法制备电解质并制造含有该电解质的电池，不同之处在于加入亚硫酸亚乙酯代替丙烷磺内酯。
比较例1
以与实施例1中相同的方法制造电池，不同之处在于非水电解质通过将LiPF6溶于其中碳酸亚乙酯(EC)和丙酸乙酯(EP)以3∶7的体积比混合的混合有机溶剂中至1M的浓度。
比较例2
以与实施例1中相同的方法制造电池，不同之处在于非水电解质通过将LiPF6溶于其中碳酸亚乙酯(EC)和丙酸丙酯(PP)以3∶7的体积比混合的混合有机溶剂中至1M的浓度。
循环寿命特性试验
根据实施例1至4和比较例1和2制造的纽扣型电池分别在室温恒定电流/恒定电压条件下以0.1C的电流速率充电至4.2V，然后在恒定电流条件下以0.1C的电流速率放电至3.0V，这被称为初始充电/放电过程。充电容量与放电容量的比被称为初始效率。初始充电/放电过程之后，以0.5C对电池进行100次充电/放电。然后，测量相对于初始放电容量的容量维持率，如下面的表1所示。
从表1中可以看出，使用具有S＝O基团的化合物与酯化合物的混合物的情况(实施例1至4)与单独使用酯化合物的情况(比较例1和2)相比，循环寿命提高。
低温放电试验
根据实施例1至4和比较例1和2制造的纽扣型电池在室温初始充电/放电过程之后分别以0.5C的电流速率充电/放电5次，然后以0.5C的电流速率充电至4.2V，然后在-20℃的低温箱中以0.5C的电流速率放电。在室温和-20℃的0.5C放电容量比示于下面的表1。
从表1中可以看出，使用具有S＝O基团的化合物与酯化合物的混合物的情况(实施例1至4)与单独使用酯化合物的情况(比较例1和2)相比，低温放电容量提高。
高速充电/放电试验
将根据实施例1至4和比较例1和2制造的纽扣型电池分别在室温进行初始充电/放电，然后重复三次(0.5C充电，0.5C放电)、(0.5C充电，1.0C放电)、(0.5C充电，1.5C放电)和(0.5C充电，2.0C放电)的循环。相对初始放电容量的容量维持率示于下面的表1中。
从表1中可以看出，使用具有S＝O基团的化合物与酯化合物的混合物的情况(实施例1至4)与单独使用酯化合物的情况(比较例1和2)相比，高速放电容量提高。
高温储存OCV下降的比较
将根据实施例1至4和比较例1和2制造的纽扣型电池分别充电至4.2V，在常温下加热1小时至65℃，然后在65℃保持24小时。之后，将电池从65℃冷却1小时，然后测量电池的OCV(开路电压)变化。测量结果示于下面的表1中。
从下面的表1中可以看出，显然使用具有S＝O基团的化合物与酯化合物的混合物的情况(实施例1至4)与单独使用酯化合物的情况(比较例1和2)相比，OCV下降较少。OCV下降与电池的自放电量成比例，电池的自放电量又与阳极和酯化合物间的反应性成比例。因此，显然当含有S＝O基团的化合物与酯化合物混合使用时，阳极和酯化合物间的反应性可降低。
表1
工业实用性
本发明提供了一种用于非水电解质的有效组合物，其可提高二次电池的高速放电特性和低温放电特性，以及确保极佳高温储存稳定性和极佳循环寿命特性，因此可改善电化学设备的性能。
Claims (22)
1.一种二次电池，包括阴极、阳极、位于所述阴极和所述阳极之间的隔膜、用于所述阳极的粘合剂，以及非水电解质，其中所述阳极具有至少1.5m2/g的比表面积，并且其中所述非水电解质包含(i)含S＝O基团的化合物；(ii)包含碳酸酯和由下面的化学式1表示的基于丙酸酯的酯化合物的混合有机溶剂；和(iii)电解质盐，其中所述含S＝O基团的化合物是至少一种选自环状亚硫酸酯、饱和磺内酯、不饱和磺内酯和非环状砜的物质：
化学式1
其中R1为CH3CH2基团，R2为C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基。
2.权利要求1的电池，其中所述含S＝O基团的化合物在初始充电过程中先于所述碳酸酯和由式1表示的基于丙酸酯的酯化合物形成电极膜。
3.权利要求1的电池，其中所述环状亚硫酸酯是由下面的化学式2表示的环状亚硫酸酯：
化学式2
其中R3至R6分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，且n是1至3的整数。
4.权利要求1的电池，其中所述饱和磺内酯是由下面的化学式3表示的饱和磺内酯：
化学式3
其中R7至R12分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，且n是0至3的整数。
5.权利要求1的电池，其中所述不饱和磺内酯是由下面的化学式4表示的不饱和磺内酯：
化学式4
其中R13至R16分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，且n是0至3的整数。
6.权利要求1的电池，其中所述非环状砜是由下面的化学式5表示的非环状砜：
化学式5
其中R17和R18分别独立地为C1至C6烷基、C1至C6卤代烷基、C2至C6烯基、C2至C6卤代烯基、C6至C18芳基或C6至C18卤代芳基。
7.权利要求1的电池，其中所述环状亚硫酸酯是至少一种选自亚硫酸亚乙酯、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以及1，3-丁二醇亚硫酸酯的物质。
8.权利要求1的电池，其中所述饱和磺内酯是至少一种选自1，3-丙烷磺内酯和1，4-丁烷磺内酯的物质。
9.权利要求1的电池，其中所述不饱和磺内酯是至少一种选自乙烯磺内酯、1，3-丙烯磺内酯、1，4-丁烯磺内酯和1-甲基-1，3-丙烯磺内酯的物质。
10.权利要求1的电池，其中所述非环状砜是至少一种选自二乙烯基砜、二甲基砜、二乙基砜、甲基乙基砜和甲基乙烯基砜的物质。
11.权利要求1的电池，其中所述由化学式1表示的基于丙酸酯的酯化合物是至少一种选自丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯的物质。
12.权利要求1的电池，其中所述由化学式1表示的基于丙酸酯的酯化合物以约3至约80重量％的含量包含在所述非水电解质中。
13.权利要求1的电池，其中所述含S＝O基团的化合物以约0.5至约5重量％的含量包含在所述非水电解质中。
14.权利要求1的电池，其中所述碳酸酯是至少一种选自环状碳酸酯和直链碳酸酯的物质。
15.权利要求1的二次电池，其中所述粘结剂包括用于具有从约1.5m2/g至约4.5m2/g的比表面积的阳极的基于水的粘合剂。
16.权利要求15的二次电池，其中所述基于水的粘合剂包括苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)。
17.一种用于二次电池的非水电解质，包含：
(i)含S＝O基团的化合物；
(ii)包含碳酸酯和由下面的化学式1表示的基于丙酸酯的酯化合物的混合有机溶剂；和
(iii)电解质盐，
其中所述含S＝O基团的化合物是至少一种选自环状亚硫酸酯、饱和磺内酯、不饱和磺内酯和非环状砜的物质：
化学式1
其中R1为CH3CH2基团，R2为C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基。
18.权利要求17的非水电解质，其中所述环状亚硫酸酯是由下面的化学式2表示的环状亚硫酸酯：
化学式2
其中R3至R6分别独立地为氢原子、卤原子、C1至C6的烷基或C1至C6的卤代烷基，且n是1至3的整数。
19.权利要求18的非水电解质，其中所述环状亚硫酸酯是至少一种选自亚硫酸亚乙酯、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以及1，3-丁二醇亚硫酸酯的物质。
20.权利要求17的非水电解质，其中所述由化学式1表示的基于丙酸酯的酯化合物是至少一种选自丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯的物质。
21.权利要求17的非水电解质，其中所述由化学式1表示的基于丙酸酯的酯化合物以约3至约80重量％的含量包含在所述非水电解质中。
22.权利要求17的非水电解质，其中所述含S＝O基团的化合物以约0.5至约5重量％的含量包含在所述非水电解质中。
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