CN105390746A - 用于锂电池的电解质和包括其的锂电池 - Google Patents

Abstract

用于锂电池的电解质和包括所述电解质的锂电池。所述电解质用于所述锂电池中以改善可在高电压下运行的所述锂电池的循环特性。

Description

用于锂电池的电解质和包括其的锂电池

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年8月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0111045的优先权和权益，将其公开内容通过参考全部引入本文中。

技术领域

一个或多个实例实施方式涉及用于锂电池的电解质和包括所述电解质的锂电池。

背景技术

在用于信息和通信的便携式电子装置(包括PDA、移动电话、和膝上型电脑)中、或者在电动自行车或电动车中使用(利用)的锂二次电池具有为常规电池的放电电压的至少两倍大的放电电压。因此，锂二次电池可具有高的能量密度。

锂二次电池包括各自包含能够进行锂离子的嵌入和脱嵌的活性物质的正极和负极、以及填充在正极和负极之间的有机电解质溶液或聚合物电解质。这里，在正极和负极中，在锂离子的嵌入/脱嵌期间，氧化和还原反应发生，由此产生电能。

随着锂二次电池在电动车和能源存储领域中扩大的使用(利用)，用于在高电压下使用(利用)的电极活性物质已变得可得到。相对低电势的负极活性物质和相对高电势的正极活性物质的使用(利用)已导致电解质的较窄的电势窗口，使得电解质变得更可能在正极/负极的表面上分解。另外，用于电动车和能源存储的锂二次电池可能暴露于外部的高温环境条件，且在瞬时充电和放电期间，这些锂二次电池的温度可升高。因此，在这样的高温环境条件中，锂二次电池的使用期限(寿命)和存储能量的量可降低。

因此，对于锂电池在电动车领域等中的应用，锂电池在高电压下的稳定性和循环特性是重要关切的事。

发明内容

根据一个或多个实例实施方式的方面涉及用于锂电池的电解质，所述电解质帮助改善锂电池在高电压下的循环特性。

根据一个或多个实例实施方式的方面涉及包括所述电解质的锂电池。

额外的方面将部分地在随后的描述中阐述，和部分地将从所述描述明晰，或者可通过所提供的实施方式的实践获悉。

根据一个或多个实例实施方式，用于锂电池的电解质包括：非水有机溶剂；由式1表示的第一化合物；和由式2表示的第二化合物：

式1

在式1中，

A为硼(B)或磷(P)；

X为卤素原子；

在A为硼(B)的情况下，n等于1且m等于1；和

在A为磷(P)的情况下，n等于1且m等于2，或者n等于2且m等于1。

式2

在式2中，

R₁-R₉可各自独立地选自氢、氘、卤素原子、羟基(-OH)、氰基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸基团或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、硫醇基团(-SH)、-C(＝O)-H、取代或未取代的C₁-C₆₀烷基、取代或未取代的C₂-C₆₀烯基、取代或未取代的C₂-C₆₀炔基、取代或未取代的C₃-C₁₀环烷基、取代或未取代的C₃-C₁₀杂环烷基、取代或未取代的C₃-C₁₀环烯基、取代或未取代的C₂-C₁₀杂环烯基、取代或未取代的C₆-C₆₀芳基、和取代或未取代的C₂-C₆₀杂芳基；和

n为0或1。

根据一个或多个实例实施方式，锂电池包括所述电解质。

附图说明

从结合附图考虑的实例实施方式的以下描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，其中：

图1为说明根据实例实施方式的锂电池的结构的示意性横截面图；

图2为保持力对循环次数的图，其显示根据实施例1a-1d和对比例1a-1c制备的锂电池的容量保持率；

图3为保持力对循环次数的图，其显示根据实施例2和对比例2a-2b制备的锂电池的容量保持率；

图4A和4B为强度对结合能的图，其说明在初始充电和放电循环之后来自根据实施例2和对比例2a-2b制备的锂电池的正极的表面材料的X-射线光电子能谱(XPS)数据，其中图4A显示在O1s峰处测量的数据且图4B显示在F1s峰处测量的数据；和

图5为保持力对循环次数的图，其显示根据实施例3a-3c和对比例3a-3b制备的锂电池的容量保持率。

具体实施方式

现在将对用于锂电池的电解质和采用所述电解质的锂电池的实例实施方式更详细地进行介绍，其实例说明于附图中，其中相同的附图标记始终指的是相同的要素。在这点上，本实例实施方式可具有不同的形式且不应被解释为限于本文中阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图描述所述实例实施方式，以说明本描述的方面。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。表述例如“的至少一种(个)”当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰所述列表的单独要素。此外，当描述本发明的实施方式时“可”的使用指的是“本发明的一个或多个实施方式”。如本文中使用的，术语“基本上”、“约”和类似的术语作为近似的术语使用且不作为程度的术语使用，并意图说明本领域普通技术人员将认识到的在测量的或计算的值方面的内在偏差。此外，本文中列举的任何数值范围意图包括在所列举的范围内包含的相同数值精度的所有子范围。例如，“1.0-10.0”的范围意图包括在所列举的最小值1.0和所列举的最大值10.0之间(且包括所列举的最小值1.0和所列举的最大值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围，例如，2.4-7.6。本文中列举的任何最大数值限定意图包括其中包含的所有较低的数值限定，且本说明书中列举的任何最小数值限定意图包括其中包含的所有较高的数值限定。因此，申请人保留以下权利：修改本说明书(包括权利要求)，以明确地列举包含在本文中明确地列举的范围内的任何子范围。所有这样的范围意图在本说明书中被固有地描述。

根据一个实施方式，用于锂电池的电解质包括：非水有机溶剂；由下式1表示的第一化合物；和由下式2表示的第二化合物：

式1

在上式1中，

A可为硼(B)或磷(P)，

X可为卤素原子，

在A为硼(B)的情况下，n可等于1且m可等于1，和

在A为磷(P)的情况下，n可等于1且m可等于2，或者n可等于2且m可等于1。

式2

在上式2中，

R₁-R₉可各自独立地选自氢、氘、卤素、羟基(-OH)、氰基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸基团或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、硫醇基团(-SH)、-C(＝O)-H、取代或未取代的C₁-C₆₀烷基、取代或未取代的C₂-C₆₀烯基、取代或未取代的C₂-C₆₀炔基、取代或未取代的C₃-C₁₀环烷基、取代或未取代的C₃-C₁₀杂环烷基、取代或未取代的C₃-C₁₀环烯基、取代或未取代的C₂-C₁₀杂环烯基、取代或未取代的C₆-C₆₀芳基、和取代或未取代的C₂-C₆₀杂芳基，和

n为0或1。

锂电池例如锂二次电池可在充电和放电循环期间恶化和导致电解质在正极和/或负极的表面上的分解。在充电期间在正极的表面上发生的电解质分解可包括两种类型的反应：一种是非水有机溶剂的分解，且另一种是作为溶质的锂盐的分解。这些分解反应可不仅导致电解质组成的变化，而且导致充电和放电效率的降低。而且，在这里获得的分解产物可在正极和/或负极的表面上形成惰性膜，并抑制电池的充电和放电反应。在这点上，其循环特性可劣化。

在使用(利用)所述第一化合物和所述第二化合物的组合作为电解质添加剂的情况中，所述第一化合物可通过氧化形成坚固的具有草酸盐结构的基于LiX的保护膜。在这点上，在至少4.4V的高电压下，所述第一化合物可实现电池的稳定的性能，其好到足以减少或防止溶剂被氧化/分解和金属离子被洗脱。另外，所述第二化合物可在活性物质上形成坚固的配位(例如，配位型)膜以呈现同时形成更坚固的膜的效果。因而，正极膜的形成可抑制在电解质分解时电池的恶化。另外，所述第二化合物还可抑制锂盐的分解，且因此，可同时减少副作用和抑制气体产生，由此帮助改善电池的稳定性。

本文中使用的取代基的定义将描述如下。

本文中使用的术语“烷基”基团指的是得自完全饱和的、支化或未支化的(或者直链或线型的)烃的基团。

所述“烷基”基团的非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、异戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、和正庚基。

所述“烷基”基团的至少一个氢原子可被如下替代：卤素原子、被卤素原子取代的C₁-C₂₀烷基(例如，CF₃、CHF₂、CH₂F、和CCl₃)、C₁-C₂₀烷氧基、C₂-C₂₀烷氧基烷基、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧基或其盐、磺酰基、氨磺酰基、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₂-C₂₀炔基、C₁-C₂₀杂烷基、C₆-C₂₀芳基、C₇-C₂₀芳烷基、C₆-C₂₀杂芳基、C₆-C₂₀杂芳氧基、C₆-C₂₀杂芳氧基烷基、和/或C₆-C₂₀杂芳烷基。

本文中使用的术语“卤素原子”指的是氟、溴、氯、和/或碘。

本文中使用的术语“被卤素原子取代的C₁-C₂₀烷基”指的是被至少一个卤素基团取代的C₁-C₂₀烷基；且其非限制性实例包括单卤代烷基、二卤代烷基、和多卤代烷基，包括全卤代烷基。

所述单卤代烷基可指的是包括一个碘、溴、氯或氟原子的烷基。所述二卤代烷基和所述多卤代烷基可指的是具有两个或更多个彼此相同或不同的卤素原子的烷基。

本文中使用的术语“烷氧基”基团可由烷基-O-表示，其中术语“烷基”具有与以上描述的相同的含义。所述烷氧基的非限制性实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、和己氧基。所述烷氧基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的取代基替代。

本文中使用的术语“烷氧基烷基”基团指的是被烷氧基取代的烷基。所述烷氧基烷基的至少一个氢原子可被与在所述烷基中使用的相同的取代基替代。同样地，本文中使用的术语“取代的烷氧基烷基”指的是取代的烷氧基烷基部分。

本文中使用的术语“烯基”基团指的是得自具有至少一个碳-碳双键的支化或未支化的烃的基团。所述烯基的非限制性实例包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、异丙烯基、和异丁烯基。所述烯基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“炔基”基团指的是得自具有至少一个碳-碳三键的支化或未支化的烃的基团。所述炔基的非限制性实例包括乙炔基、丁炔基、异丁炔基、和异丙炔基。

所述“炔基”的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

单独或组合使用的在本文中使用的术语“芳基”基团指的是包含至少一个环的芳族烃基团。

本文中使用的术语“芳基”基团被解释为包括具有稠合到至少一个环烷基环的芳族环的基团。

所述“芳基”基团的非限制性实例为苯基、萘基、和四氢萘基。

所述“芳基”基团的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“芳烷基”基团指的是被芳基取代的烷基。所述芳烷基的实例包括苄基和苯基-CH₂CH₂-。

本文中使用的术语“芳氧基”基团可由-O-芳基表示，且其实例为苯氧基。所述“芳氧基”基团的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

术语“杂芳基”指的是包括选自氮(N)、氧(O)、磷(P)、和硫(S)的至少一个杂原子的单环或双环芳族基团，其中环原子的其余部分全部为碳原子。所述杂芳基可包括例如一到五个杂原子，和在一些实施方式中，可包括五到十元环。在所述杂芳基中，P、S或N可以多种氧化形式存在。

所述杂芳基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“杂芳烷基”基团指的是被杂芳基取代的烷基。

本文中使用的术语“杂芳氧基”基团指的是-O-杂芳基部分。所述杂芳氧基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“杂芳氧基烷基”基团指的是被杂芳氧基取代的烷基。所述杂芳氧基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

术语“碳环”指的是饱和或部分不饱和的、非芳族的单环、双环或三环烃基团。

所述单环烃基团的实例为环戊基、环戊烯基、环己基、和环己烯基。所述双环烃基团的实例为冰片基、十氢萘基、双环[2.1.1]己基、双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.1]庚烯基、和双环[2.2.2]辛基。

所述三环烃基团的实例为金刚烷基。

所述“碳环”的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“杂环基团”指的是包括杂原子例如N、S、P、或O的由5-10个环原子组成的环基团。所述杂环基团的实例为吡啶基。所述杂环基团的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“杂环氧基”指的是-O-杂环，且所述杂环氧基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“磺酰基”指的是R"-SO₂-，其中R"可为氢、烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、烷氧基、芳氧基、环烷基、或杂环基团。

本文中使用的术语“氨磺酰”基指的是H₂NS(O₂)-、烷基-NHS(O₂)-、(烷基)₂NS(O₂)-、芳基-NHS(O₂)-、烷基-(芳基)-NS(O₂)-、(芳基)₂NS(O)₂、杂芳基-NHS(O₂)-、(芳烷基)-NHS(O₂)-、和/或(杂芳烷基)-NHS(O₂)-。

所述氨磺酰基的至少一个氢原子可被与在以上描述的烷基中使用的相同的取代基替代。

本文中使用的术语“氨基”指的是其中氮原子共价键合到至少一个碳或杂原子的情况。所述氨基的实例为-NH₂和取代的部分。另外，所述氨基可包括其中氮原子键合到至少一个额外的烷基的“烷基氨基”、其中氮原子键合到至少一个芳基的“芳基氨基”、以及其中氮原子键合到至少两个芳基的“二芳基氨基”，其中所述芳基被独立地选择。

根据实施方式，在式1中，X可为氟(F)原子。

所述第一化合物可包括如下的至少一种：由下式1a表示的二氟(草酸)硼酸锂、由下式1b表示的四氟(草酸)磷酸锂、和由下式1c表示的二氟双(草酸)磷酸锂：

式1a

式1b

式1c

与双(草酸)硼酸锂或三(草酸)磷酸锂相比，所述第一化合物可包括卤素成分例如氟原子，且因此，通过使用(利用)在充电和放电期间产生的LiF，所述第一化合物可能够在正极和/或负极上形成坚固的膜。在这点上，所述第一化合物可显著地(例如，更有效地)对锂电池的循环使用期限(寿命)特性做贡献。

式2的第二化合物可包括氧化膦或膦基团，其中式2中的R₁-R₉各自独立地为取代或未取代的C₁-C₁₀烷基。

例如，所述第二化合物可包括由下式2a表示的三(三甲基甲硅烷基)氧化膦和由下式2b表示的三(三甲基甲硅烷基)膦的至少一种：

式2a

式2b

在一些实施方式中，式1a的二氟(草酸)硼酸锂和式2a的三(三甲基甲硅烷基)氧化膦可分别作为所述第一化合物和所述第二化合物一起使用(利用)。

基于所述电解质的总重量，所述第一化合物的量可不小于0.1重量％且不大于4重量％。例如，基于所述电解质的总重量，所述第一化合物的量可为约0.1重量％-约3.5重量％、在一些实施方式中约1重量％-约3重量％。当所述第一化合物的量在这些范围内时，所述第一化合物可在锂电池的正极的表面上形成具有合适的膜抗性(阻力)的保护膜，由此帮助改善锂电池的循环特性。

基于所述电解质的总重量，所述第二化合物的量可不小于0.1重量％且不大于4重量％。例如，基于所述电解质的总重量，所述第二化合物的量可为约0.1重量％-约3.5重量％、在一些实施方式中约1重量％-约3重量％。当所述第二化合物的量在这些范围内时，所述第二化合物可保持所述电解质的适当的粘度和减少或防止在正极和/或负极中发生副反应。

另外，基于所述电解质的总重量，所述第一化合物和所述第二化合物的总量可小于约6重量％。当将两种化合物混合在一起且其总量在该范围之外时，通过所述化合物的过量使用(利用)，可导致溶解性问题。在这点上，其它副反应可发生，且因此，锂电池的循环特性可劣化。

在根据上述实施方式的用于锂电池的电解质中的非水有机溶剂可用作在所述电池的电化学反应中涉及的离子的迁移介质。所述非水有机溶剂可为碳酸酯化合物、基于酯的化合物、基于醚的化合物、基于酮的化合物、基于醇的化合物、非质子溶剂、或其组合。

所述碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物、或其组合。

所述链状碳酸酯化合物的实例为碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、及其组合。所述环状碳酸酯化合物的实例为碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、及其组合。

所述氟代碳酸酯化合物的实例为碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯、碳酸三氟甲基亚乙酯、及其组合。

所述碳酸酯化合物可包括所述链状碳酸酯化合物和所述环状碳酸酯化合物的组合(即，混合物)。例如，当基于所述非水有机溶剂的总体积，所述环状碳酸酯化合物为至少20体积％、例如30体积％或40体积％时，锂电池的循环特性可显著改善。即，基于所述非水有机溶剂的总体积，可以约20体积％-约70体积％的量包含所述环状碳酸酯化合物。

所述碳酸酯化合物可为所述链状碳酸酯化合物和/或所述环状碳酸酯化合物与所述氟代碳酸酯化合物的混合物。所述氟代碳酸酯化合物可增加锂盐的溶解性以改善所述电解质的离子电导率，和可促进薄膜在负极上的形成。在一些实施方式中，所述氟代碳酸酯化合物可为碳酸氟代亚乙酯(FEC)。

基于所述非水有机溶剂的总体积，所述氟代碳酸酯化合物的量可为约1体积％-约30体积％。在一个实施方式中，当所述氟代碳酸酯化合物的量在该范围内时，所述电解质具有适当的粘度以提供其期望的效果。在一些实施方式中，除碳酸氟代亚乙酯(FEC)之外，所述非水有机溶剂可进一步包括碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)。这里，基于所述非水有机溶剂的总体积，所述碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)的量可为约0.1体积％-约10体积％。

所述基于酯的化合物的实例为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、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、和甲酸甲酯。

所述基于醚的化合物的实例为二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、和四氢呋喃。

所述基于酮的化合物的实例为环己酮。

所述基于醇的化合物的实例为乙醇和异丙醇。

所述非质子溶剂的实例为二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、硝基甲烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和trimester磷酸酯。

所述非水有机溶剂可单独地或以至少两种类型的非水有机溶剂的组合使用(利用)。在后者中，可取决于所期望的电池性能适当地调节所述至少两种类型的非水有机溶剂的混合比。

所述用于锂电池的电解质可进一步包括锂盐。

所述锂盐可用作电池中的锂离子来源以使得实现锂电池的正常(例如，例行)运行。所述锂盐可为对于锂电池通常使用(利用)的任何合适的锂盐。用于非水电解质的锂盐的实例为LiCl、LiBr、LiI、LiClO₄、LiB₁₀Cl₁₀、LiPF₆、CF₃SO₃Li、CH₃SO₃Li、C₄F₃SO₃Li_、(CF₃SO₂)₂NLi、LiN(C_xF_2x+1SO₂)(C_yF_2+ySO₂)(其中x和y为自然数)、CF₃CO₂Li、LiAsF₆、LiSbF₆、LiAlCl₄、LiAlF₄、氯硼酸锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺锂、及其组合。

所述锂盐可在所述电解质中以约0.1M-约2.0M的浓度使用(利用)以改善锂电池的性能(例如，实用性能)。在一个实施方式中，当所述锂盐的浓度在该范围内时，所述电解质具有适当的电导率和适当的粘度以用于改善的性能，和可改善锂离子的迁移率。

在一些实施方式中，所述用于锂电池的电解质可进一步包括额外的添加剂以促进稳定的固体电解质界面(SEI)或薄膜在电极表面上的形成以提供改善的循环特性。

所述额外的添加剂的实例为碳酸亚乙烯酯(VC)、丙磺酸内酯(PS)、丁二腈(SN)、LiBF₄、具有能够形成硅氧烷键的官能团(例如，丙烯酰基、氨基、环氧基、甲氧基、乙氧基、或乙烯基)的硅烷化合物、和硅氮烷化合物(例如六甲基二硅氮烷)。这些额外的添加剂可单独地或以其至少两种的组合使用(利用)。

基于所述非水有机溶剂的总重量，所述额外的添加剂的量可为约0.01重量％-约10重量％。例如，基于所述非水有机溶剂的总重量，所述额外的添加剂的量可为0.05重量％-约10重量％、在一些实施方式中约0.1重量％-约5重量％、和在一些其它实施方式约0.5重量％-约4重量％。然而，所述额外的添加剂的量没有特别限制，除非所述添加剂显著地阻碍包括所述电解质的锂电池的容量保持率的改善。

所述电解质可应用于可在至少4.3V的高电压下运行的锂电池，以改善单元电池性能和稳定性。例如，所述电解质可应用于可在约4.3V-约4.6V的电压下运行的高电压电池。

根据另一实施方式，锂电池可包括正极、负极、以及设置在正极和负极之间的电解质。所述锂电池可使用(利用)本领域中已知的合适的方法制造。

图1为说明根据实例实施方式的锂电池30的代表性结构的示意性横截面图。

参照图1，锂电池30包括正极23、负极22、以及设置在正极23和负极22之间的隔板24。可将正极23、负极22、和隔板24卷绕或折叠以容纳在电池壳25中。然后，将电池壳25用电解质填充并通过密封部件26密封，由此完成锂电池30的制造。电池壳25可为圆柱型、矩型、或薄膜型。例如，锂电池30可为锂离子电池。

正极23包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的正极活性物质层。

所述正极集流体可具有约3μm-约500μm的厚度。所述正极集流体没有特别限制，且可为任何合适的材料，只要其具有合适的电导率而不在所制造的电池中引起化学变化。所述正极集流体的实例包括铜，不锈钢，铝，镍，钛，烧结碳，用碳、镍、钛和/或银表面处理的铜或不锈钢，以及铝-镉合金。另外，所述正极集流体可被加工成在其表面上具有细小的不规则物以增强所述正极集流体对所述正极活性物质层的粘附强度，和可以包括膜、片、箔、网、多孔结构体、泡沫体、和无纺物的多种合适的形式的任一种使用(利用)。

所述正极活性物质层可包括正极活性物质、粘合剂、和任选的导电剂。

可使用(利用)本领域中通常使用(利用)的任何合适的含锂金属氧化物作为所述正极活性物质。通常的正极活性物质可为锂与选自钴(Co)、锰(Mn)、镍(Ni)、及其组合的金属的复合氧化物的至少一种。例如，通常的正极活性物质可为由下式表示的化合物的至少一种：Li_aA_1-bL_bD₂(其中0.90≤a≤1和0≤b≤0.5)；Li_aE_1-bL_bO_2-cD_c(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，和0≤c≤0.05)；LiE_2-bL_bO_4-cD_c(其中0≤b≤0.5和0≤c≤0.05)；Li_aNi_1-b-cCo_bL_cD_α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α≤2)；Li_aNi_1-b-cCo_bL_cO_2-αM_α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；Li_aNi_1-b-cCo_bL_cO_2-αM₂(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；Li_aNi_1-b-cMn_bL_cD_α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α≤2)；Li_aNi_1-b-cMn_bL_cO_2-αM_α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；Li_aNi_1-b-cMn_bL_cO_2-αM₂(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；Li_aNi_bE_cG_dO₂(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，和0.001≤d≤0.1)；Li_aNi_bCo_cMn_dG_eO₂(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，和0.001≤e≤0.1)；Li_aNiG_bO₂(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；Li_aCoG_bO₂(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；Li_aMnG_bO₂(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；Li_aMn₂G_bO₄(其中0.90≤a≤1和0.001≤b≤0.1)；QO₂；QS₂；LiQS₂；V₂O₅；LiV₂O₅；LiTO₂；LiNiVO₄；Li_(3-f)J₂(PO₄)₃(0≤f≤2)；Li_(3-f)Fe₂(PO₄)₃(0≤f≤2)；和LiFePO₄。

在上式中，A可选自Ni、Co、Mn、及其组合；L可选自铝(Al)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)、镁(Mg)、锶(Sr)、钒(V)、稀土元素、及其组合；D可选自氧(O)、氟(F)、硫(S)、磷(P)、及其组合；E可选自钴(Co)、锰(Mn)、及其组合；M可选自氟(F)、硫(S)、磷(P)、及其组合；G可选自铝(Al)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、镁(Mg)、镧(La)、铈(Ce)、锶(Sr)、钒(V)、及其组合；Q可选自钛(Ti)、钼(Mo)、锰(Mn)、及其组合；T可选自铬(Cr)、钒(V)、铁(Fe)、钪(Sc)、钇(Y)、及其组合；和J可选自钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、及其组合。

例如，所述正极活性物质可为LiCoO₂、LiMn_xO_2x(其中x＝1或2)、LiNi_1-xMn_xO₂(其中0<x<1)、LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂(其中0≤x≤0.5和0≤y≤0.5)，或LiFePO₄。

在一些实施方式中，所述正极活性物质可在其表面上具有包覆层。替代地，可使用(利用)以上列举的化合物与具有包覆层的化合物的混合物作为所述正极活性物质。所述包覆层可包括选自如下的包覆元素的化合物：氧化物、氢氧化物、羟基氧化物、碳酸氧盐、和羟基碳酸盐。用于所述包覆层的化合物可为无定形的或结晶的。用于所述包覆层的包覆元素可为镁(Mg)、铝(Al)、钴(Co)、钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)、硅(Si)、钛(Ti)、钒(V)、锡(Sn)、锗(Ge)、镓(Ga)、硼(B)、砷(As)、锆(Zr)、或其混合物。所述包覆层可使用(利用)当所述包覆元素的化合物被使用(利用)时没有不利地影响正极活性物质的物理性质且是本领域普通技术人员已知的任何合适的方法(例如，喷涂方法或浸渍方法)形成。因而，在这里将不提供其详细描述。

所述粘合剂可将正极活性物质颗粒粘合(例如，牢固地粘合)在一起和粘合(例如，牢固地粘合)到集流体。所述粘合剂的实例为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、包含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶(SBR)、丙烯酸类改性的(丙烯酸酯化的)SBR、环氧树脂、和尼龙，但不限于此。

可使用(利用)所述导电剂以向电极提供导电性。可使用(利用)不在电池中引起化学变化的任何合适的电子传导材料。所述导电剂的实例为天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、以及粉末或纤维形式的基于金属的材料(例如铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、银(Ag)等)。所述导电剂可包括单一导电材料(例如聚亚苯基衍生物)或者至少两种导电材料的组合。

负极22可包括负极集流体和设置在所述负极集流体上的负极活性物质层。

所述负极集流体可具有例如约3μm-约500μm的厚度。所述负极集流体没有特别限制，且可为任何合适的材料，只要其具有合适的电导率而不在所制造的电池中引起化学变化。所述负极集流体的实例为铜，不锈钢，铝，镍，钛，烧结碳，用碳、镍、钛和/或银表面处理的铜或不锈钢，以及铝-镉合金。另外，所述负极集流体可被加工成在其表面上具有细小的不规则物以增强所述负极集流体对所述负极活性物质层的粘附强度，且可以包括膜、片、箔、网、多孔结构体、泡沫体、和无纺物的多种合适的形式的任一种使用(利用)。

所述负极活性物质层可包括负极活性物质、粘合剂、和任选的导电剂。

所述负极活性物质没有特别限制，且可选自本领域中使用(利用)的任何合适的负极活性物质。所述负极活性物质的实例为锂金属、锂金属合金、过渡金属氧化物、容许锂的掺杂或去掺杂的材料、以及容许锂离子的可逆嵌入和脱嵌的材料，其可单独地或以其至少两种的组合使用(利用)。

所述锂金属合金可为锂与选自如下的金属的合金：钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、硅(Si)、锑(锑，Sb)、铅(Pb)、铟(In)、锌(Zn)、钡(Ba)、镭(Ra)、锗(Ge)、铝(Al)、和锡(Sn)。

所述过渡金属氧化物的非限制性实例为钨氧化物、钼氧化物、钛氧化物、锂钛氧化物、钒氧化物、和锂钒氧化物。

所述容许锂的掺杂或去掺杂的材料的实例为Si、Sn、Al、Ge、Pb、Bi、Sb、SiO_x(0<x<2)、Si-Y合金(其中Y为碱金属、碱土金属、第11族元素、第12族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素、或其组合，除Si之外)、SnO_x(0<x<2)、以及Sn-Y合金(其中Y为碱金属、碱土金属、第11族元素、第12族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素、或其组合，除Sn之外)。例如，Y可为镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)、钪(Sc)、钇(Y)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、(Rf)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、(Db)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、(Sg)、锝(Tc)、铼(Re)、(Bh)、铁(Fe)、铅(Pb)、钌(Ru)、锇(Os)、(Hs)、铑(Rh)、铱(Ir)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、锌(Zn)、镉(Cd)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、锡(Sn)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、磷(P)、砷(As)、锑(锑，Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)、或其组合。

所述容许锂离子的可逆嵌入和脱嵌的材料可为在锂电池中通常使用(利用)的任何合适的碳质负极活性物质。这样的碳质材料的实例为结晶碳、无定形碳、及其混合物。所述结晶碳的非限制性实例为天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、石墨烯、富勒烯烟灰、碳纳米管、和碳纤维。所述无定形碳的非限制性实例为软碳(在低温下烧结的碳)、硬碳、中间相沥青碳化产物、和烧结焦炭。所述碳质负极活性物质可为例如球形、平的、纤维状、管状、或粉末形式。

所述粘合剂可将负极活性物质颗粒粘合(例如，牢固地粘合)在一起和粘合(例如，牢固地粘合)到所述负极集流体。所述粘合剂的非限制性实例为聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、包含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶(SBR)、丙烯酸酯化的SBR、环氧树脂、和尼龙，但不限于此。

使用(利用)所述导电剂以向所述负极提供导电性。可使用(利用)不在电池中引起化学变化的任何合适的电子传导材料。所述导电剂的实例为碳质材料(例如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等)；粉末或纤维形式的基于金属的材料(例如铜(Cu)、镍(Ni)、铝(Al)、银(Ag)等)；以及包括导电聚合物(例如聚亚苯基衍生物)的导电材料；及其混合物。

正极23和负极22可各自通过如下制造：将活性物质、导电剂和粘合剂在溶剂中混合以制备活性物质组合物，和将所述活性物质组合物涂覆在集流体上。

可使用(利用)本领域普通技术人员已知的任何合适的制造这样的电极的方法。因而，在本文中将不提供其详细描述。这里，所述溶剂的实例为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、和水，但所述溶剂不限于此。

隔板24可设置在正极23和负极22之间，且隔板24可为对于锂电池通常使用(利用)的任何合适的隔板。例如，隔板24可具有低的对电解质中的离子的迁移的阻力且具有电解质保持能力。隔板24可为单层或多层。隔板24的实例为玻璃纤维、聚酯、特氟隆、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、及其组合，其各自可为无纺物或纺织物。隔板24可具有约0.01μm-约10μm的孔径和约3μm-约100μm的厚度。

如在以上实施方式中所描述的，基于所述非水有机溶剂的总重量，所述用于锂电池的电解质可以约0.1重量％-约1重量％的量包括硝酸锂(LiNO₃)。所述电解质可注入其间有隔板24的正极23和负极22之间。

除在移动电话或便携式计算机中的应用之外，所述锂电池的合适的使用(利用)可包括在电动车中的应用，在所述电动车中锂电池应可在高电压、高输出功率和高温下运行。所述锂电池还可与现有的内燃机、燃料电池、和/或超级电容器一起配置，用于在混合动力车中的使用(利用)。因而，通过在高输出功率、高电压和高温下的运行，所述锂电池可应用于电动自行车、电动工具等。

现在将参照以下实施例更详细地描述一个或多个实施方式。然而，这些实施例不意图限制所述一个或多个实施方式的范围。

(根据添加剂对电解质的混合比的单元电池特性的评价)

实施例1a

向以约20:20:60的体积比混合的碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂添加LiPF₆，直至LiPF₆的浓度达到1.3M。然后，作为添加剂，将1.5重量％的下式1a的二氟(草酸)硼酸锂(LiFOB)和3重量％的下式2a的三(三甲基甲硅烷基)氧化膦(TMSPa)添加到所述混合溶剂，由此制备用于锂电池的电解质。

式1a

式2a

使用(利用)所述电解质以下列方式制备评价单元电池。

将作为正极活性物质的LiCoO₂粉末和碳导电剂(Super-P；TimcalLtd.)以90:5的重量比混合，然后添加聚偏氟乙烯(PVDF)粘合剂溶液以制备其中活性物质:碳导电剂:粘合剂的重量比为90:5:5的浆料。将活性物质浆料涂覆在具有15μm厚度的铝箔上。将铝箔干燥，并辊压以制备正极。这里，正极板具有5.1g/cc的密度(例如，混合物密度)。

为了降低以1:1的重量比混合的作为负极活性物质的石墨粉末和PVDF粘合剂的混合物的粘度，向其添加N-甲基吡咯烷酮溶剂直至其量达到60重量％，由此制备负极活性物质浆料。将所述浆料涂覆在具有10μm厚度的铝箔上。将铝箔干燥，然后辊压以制备负极。

然后，除所述电解质之外，使用所述正极、所述负极、和具有20μm厚度的聚乙烯隔板(STAR20，Asahi)制造18650型(种类)全单元电池。

实施例1b

以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)3重量％的LiFOB和1.5重量％的TMSPa作为添加剂之外。

实施例1c

以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)2重量％的LiFOB和2重量％的TMSPa作为添加剂之外。

实施例1d

以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)3重量％的LiFOB和3重量％的TMSPa作为添加剂之外。

对比例1a

以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池，除了仅使用(利用)4重量％的TMSPa作为添加剂之外。

对比例1b

以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池，除了仅使用(利用)4重量％的LiFOB作为添加剂之外。

对比例1c

以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池，除了仅使用(利用)5重量％的LiFOB作为添加剂之外。

评价实施例1a：使用期限(寿命)特性的评价

通过如下对根据实施例1a-1d和对比例1a-1c制备的全单元电池各自进行其使用期限(寿命)特性的评价：以0.1C/0.1C进行一次充电/放电、以0.2C/0.2C进行一次充电/放电、和以1.0C/1.0C重复地进行充电/放电140次。这样的充电/放电测试在45℃的温度下且如下进行：以4.4V(相对于Li)的恒电压模式，使单元电池在0.05C倍率截止，然后将单元电池以1.0C倍率的恒电流放电直到单元电池的电压达到2.75V(相对于Li)。这里，通过计算由以下方程1定义的容量保持率来评价使用期限(寿命)特性。

方程1

容量保持率[％]＝[第n次循环放电容量/第1次循环放电容量]×100

实施例1a-1d和对比例1a-1c的全电池的容量保持率示于图2中。

参照图2，证实，当在这里混合的LiFOB和TMSPa的总量不超过6重量％时，全单元电池具有改善的使用期限(寿命)特性。替代地，证实，在这里混合的LiFOB和TMSPa的过量的总量不利地影响全单元电池的使用期限(寿命)特性。即使单独使用(利用)TMSPa或LiFOB，也发现其过量的量不利地影响全单元电池的使用期限(寿命)特性。

(在将TMSPa与LiFOB和LiBOB混合的情况下的差异比较)

实施例2

向以约20:20:60的体积比混合的(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂添加LiPF₆，直至LiPF₆的浓度达到1.3M。然后，作为添加剂，将1.5重量％的LiFOB和3重量％的TMSPa添加到所述混合溶剂，由此制备用于锂电池的电解质。

通过使用(利用)所述电解质以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池。

对比例2a

以与实施例2中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)1.5重量％的下式3的双(草酸)硼酸锂(LiBOB)和3重量％的TMSPa作为添加剂之外。

式3

对比例2b

以与实施例2中相同的方式制造全单元电池，除了不使用(利用)添加剂之外。

评价实施例2：使用期限(寿命)特性的评价

通过如下对根据实施例2和对比例2a-2b的全单元电池各自进行其使用期限(寿命)特性的评价：以0.1C/0.1C进行一次充电/放电，以0.2C/0.2C进行一次充电/放电，和以1.0C/1.0C重复地进行充电/放电70次。这样的充电/放电测试在45℃的温度下且如下进行：以4.45V(相对于Li)的恒电压模式，使单元电池在0.05C倍率截止，然后将单元电池以1.0C倍率的恒电流放电直到单元电池的电压达到2.75V(相对于Li)。

实施例2和对比例2a-2b的全单元电池的容量保持率示于图3中。

参照图3，证实，LiFOB提供比LiBOB好的使用期限(寿命)特性。LiFOB具有在LiBOB中不包括的氟(F)成分，且在这点上，LiFOB能够在正极和负极上形成坚固的薄膜用于电池的良好的使用期限(寿命)。

评价实施例3：正极薄膜成分的分析

在第一次充电/放电之后，将实施例2和对比例2a-2b的全单元电池各自在手套箱中拆开以收取正极，然后将正极用碳酸二甲酯清洁以从其除去电解质和锂盐，并干燥。从各正极取表面材料作为样品，然后使用(利用)X-射线光电子能谱仪(XPS)(SigmaProbe，Thermo，UK)在真空条件下分析所述样品。结果示于图4A和4B中。

图4A为显示O1s峰的XPS结果，和图4B为显示F1s峰的XPS结果。

参照图4A和4B，发现与从对比例2b的正极的表面取样的表面材料相比，从实施例2和对比例2a的全单元电池的正极的表面取样的表面材料具有更大的O1s峰，且发现与实施例2的表面材料相比，通过使用具有较多的草酸根基团的LiBOB制备的对比例2b的表面材料具有更大的O1s峰。

同时，发现仅通过使用(利用)LiFOB制备的实施例2的表面材料具有大的F1s峰。在这点上，发现与对比例2a-2b的那些相比，具有包括F成分的LiFOB结构的实施例2的全单元电池在正极上形成LiF薄膜。

因此，关于正极的保护，发现LiFOB能够不仅形成含草酸根基团的有机膜，而且形成含LiF的无机膜，且TMSPa能够抑制盐分解。因而，发现LiFOB和TMSPa的组合显示出最优异的单元电池性能。

(TMSPi的添加和多种组合之间的差异比较)

实施例3a

向以约20:20:60的体积比混合的碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂添加LiPF₆，直至LiPF₆的浓度达到1.3M。然后，作为添加剂，将1.5重量％的LiFOB和3重量％的TMSPa添加到所述混合溶剂，由此制备用于锂电池的电解质。

通过使用(利用)所述电解质以与实施例1a中相同的方式制造全单元电池。

实施例3b

以与实施例3a中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)1.5重量％的LiFOB和3重量％的下式2b的三(三甲基甲硅烷基)膦(TMSPi)作为添加剂之外。

[式2b]

实施例3c

以与实施例3a中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)1.5重量％的下式1b的四氟(草酸)磷酸锂(LiTFOP)和3重量％的TMSPa作为添加剂之外。

式1b

对比例3a

以与实施例3a中相同的方式制造全单元电池，除了使用(利用)1.5重量％的双(草酸)硼酸锂(LiBOB)和3重量％的TMSPa作为添加剂之外。

对比例3b

以与实施例3a中相同的方式制造全单元电池，除了不使用(利用)添加剂之外。

评价实施例4：使用期限(寿命)特性的评价

通过如下对根据实施例3a-3c和对比例3a-3b的全单元电池各自进行其使用期限(寿命)特性的评价：以0.1C/0.1C进行一次充电/放电，以0.2C/0.2C进行一次充电/放电，和以1.0C/1.0C重复地进行充电/放电50次。这样的充电/放电测试在45℃的温度下且如下进行：以4.45V(相对于Li)的恒电压模式，使单元电池在0.05C倍率截止，然后将单元电池以1.0C倍率的恒电流放电直到单元电池的电压达到2.75V(相对于Li)。

实施例3a-3c和对比例3a-3b的全单元电池的容量保持率示于图5中。

参照图5，证实，使用(利用)同时包括F成分和草酸根基团的化合物与三(三甲基甲硅烷基)氧化膦或三(三甲基甲硅烷基)膦的组合的情况与不使用(利用)任何添加剂的那些相比具有改善的使用期限(寿命)特性。另外，尽管存在三(三甲基甲硅烷基)基团，但发现所述氧化膦或膦化合物具有比硼酸盐化合物的那些好的(例如，显著更优异的)使用期限(寿命)特性。

如上所述，根据以上实例实施方式的一个或多个，用于锂电池的电解质可被使用(利用)来帮助改善可在高电压下运行的锂电池的循环特性。

应理解，其中描述的实例实施方式应仅在描述的意义上考虑且不用于限制的目的。在各实施实施方式内的特征或方面的描述应典型地被认为可用于其它实例实施方式中的其它类似特征或方面。

尽管已经参照附图描述了一个或多个实例实施方式，但本领域普通技术人员将理解，在不背离如由所附权利要求及其等同物所限定的精神和范围的情况下，可在其中进行形式和细节方面的各种变化。

Claims (12)

1.用于锂电池的电解质，包括：

非水有机溶剂；

由式1表示的第一化合物；和

由式2表示的第二化合物：

式1

其中，在式1中，

A为硼(B)或磷(P)；

X为卤素原子；

在A为硼(B)的情况下，n等于1且m等于1；

在A为磷(P)的情况下，n等于1且m等于2；或者n等于2且m等于1；

式2

其中，在式2中，

R₁-R₉各自独立地选自氢、氘、卤素原子、羟基(-OH)、氰基、硝基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸基团或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、硫醇基团(-SH)、-C(＝O)-H、取代或未取代的C₁-C₆₀烷基、取代或未取代的C₂-C₆₀烯基、取代或未取代的C₂-C₆₀炔基、取代或未取代的C₃-C₁₀环烷基、取代或未取代的C₃-C₁₀杂环烷基、取代或未取代的C₃-C₁₀环烯基、取代或未取代的C₂-C₁₀杂环烯基、取代或未取代的C₆-C₆₀芳基、和取代或未取代的C₂-C₆₀杂芳基；和n为0或1。

2.权利要求1的电解质，其中式1中的X为氟原子。

3.权利要求1的电解质，其中所述第一化合物包括由式1a至1c表示的至少一种化合物：

式1a

式1b

式1c

4.权利要求1的电解质，其中在式2中，所述烷基、所述烯基、和/或所述炔基的至少一个氢原子各自独立地被如下替代：卤素原子、被卤素原子取代的C₁-C₂₀烷基、C₁-C₂₀烷氧基、C₂-C₂₀烷氧基烷基、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧基或其盐、磺酰基、氨磺酰基、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₂-C₂₀炔基、C₁-C₂₀杂烷基、C₆-C₂₀芳基、C₇-C₂₀芳烷基、C₆-C₂₀杂芳基、C₆-C₂₀杂芳氧基、C₆-C₂₀杂芳氧基烷基、和/或C₆-C₂₀杂芳烷基。

5.权利要求1的电解质，其中式2中的R₁-R₉各自独立地为取代或未取代的C₁-C₁₀烷基。

6.权利要求1的电解质，其中所述第二化合物包括由式2a和2b表示的至少一种化合物：

式2a

式2b

7.权利要求1的电解质，其中所述第一化合物由式1a表示，且所述第二化合物由式2a表示：

式1a

式2a

8.权利要求1的电解质，其中基于所述电解质的总重量，所述第一化合物的量不小于0.1重量％且不大于4重量％，所述第二化合物的量不小于0.1重量％且不大于4重量％。

9.权利要求1的电解质，其中基于所述电解质的总重量，所述第一化合物和所述第二化合物的总量小于6重量％。

10.权利要求1的电解质，进一步包括锂盐。

11.锂电池，包括：

正极；

负极；和

在所述正极和所述负极之间的权利要求1-10任一项的电解质。

12.权利要求11的锂电池，其中所述锂电池以4.3V-4.6V的电压范围运行。