CN114503327A - 锂二次电池用非水电解质和包含其的锂二次电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在用于高电压电池时能够实现优异寿命特性的非水电解质，以及包含该非水电解质的锂二次电池。本发明的非水电解质包含有机溶剂、锂盐、由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物，其中，当基于非水电解质的总重量，由[式1]表示的化合物的量为X重量％且由[式2]表示的化合物的量为Y重量％时，X和Y满足X+Y≤5和X≤Y。
Description
技术领域
本申请要求于2020年6月22日提交的韩国专利申请10-2020-0075580的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
本发明涉及一种锂二次电池用非水电解质和包含其的锂二次电池，更具体而言，涉及下述一种非水电解质和包含其的锂二次电池，其可用于在4.45V以上的电压下运行的电池以展示优异的寿命特性。
背景技术
近年来，人们对储能技术的兴趣日益浓厚，随着储能技术的应用扩展到移动电话、摄像机、笔记本电脑、甚至电动汽车的能源，电化学装置的研发工作也逐渐实现。
在这些电化学装置中，人们对可充电二次电池的开发产生了兴趣，特别是，20世纪90年代初开发的锂二次电池备受瞩目，因为锂二次电池具有更高的工作电压和更高的能量密度。
电极组件通过在包含正极活性材料(由含锂的过渡金属氧化物形成)的正极和包含能够存储锂离子的负极活性材料的负极之间布置隔膜而形成，并且，在将电极组件插入电池盒中之后，锂二次电池通常通过注入非水电解质(成为输送锂离子的介质)然后密封电池盒的方法制备。非水电解质通常由锂盐和能够溶解锂盐的有机溶剂组成。
最近，由于对具有高能量密度的二次电池(例如用于电动汽车的电池)的需求的增加，正在积极开发在高电压下运行的高电压二次电池。然而，在工作电压增加的情况下，由于正极表面上的结构坍塌、过渡金属溶解和气体生成所致，电解质溶液的分解加速，并且，负极表面上的固体电解质界面(SEI)的破坏和再生反应持续进行以增加电解质溶液的耗尽率，结果，存在电池的寿命特性迅速劣化的问题。
因此，需要开发一种可以改进高电压电池寿命特性的非水电解质。
发明内容
技术问题
本发明的一个方面提供了一种非水电解质和包含该非水电解质的锂二次电池，所述非水电解质在工作电压为4.45V以上的高电压电池中使用时，可通过包括特定含量范围内的含有双键的二腈化合物和含有酯基的磺内酯类化合物的组合，表现出优异的寿命特性。
技术方案
根据本发明的一个方面，提供了一种非水电解质，该非水电解质包含有机溶剂、锂盐、由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物，其中，当由[式1]表示的化合物的量为X重量％且由[式2]表示的化合物的量为Y重量％时，X和Y满足X+Y≤5和X≤Y。
[式1]
CN-R1-CN
[式1]中，R1是包含至少一个双键的具有2至10个碳原子的不饱和烃基。
[式2]
[式2]中，n是1或2的整数，R2是氢、不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷基基团、或不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷氧基基团。
例如，由[式1]表示的化合物可以是1,4-二氰基-2-丁烯，由[式2]表示的化合物可以是2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯。
基于非水电解质的总重量，由[式1]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％，基于非水电解质的总重量，由[式2]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％。
此外，所包含的由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物的重量比可以为1:1至1:3。
非水电解质还包含由式3表示的化合物，由[式3]表示的化合物例如可以是三氰基己烷。
[式3]
[式3]中，a、b、c和d各自独立地为1至5的整数中的一个。
基于非水电解质的总重量，由[式3]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％。
具体而言，非水电解质可包含0.5重量％至3重量％的由[式1]表示的化合物；0.5重量％至3重量％的由[式2]表示的化合物；和0.5重量％至3重量％的由[式3]表示的化合物。
有机溶剂可包含环状碳酸酯类溶剂和丙酸酯类溶剂，在这种情况下，有机溶剂可包含体积比为10:90至50:50的环状碳酸酯类溶剂和丙酸酯类溶剂。
根据本发明的另一个方面，提供了一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：包含至少一个正极、至少一个负极和布置在正极和负极之间的至少一个隔膜的电极组件，和本发明的非水电解质。
在这种情况下，锂二次电池可以是在4.45V以上的电压下运行的高电压锂二次电池。
此外，电极组件可以是堆叠-折叠型电极组件，其中单元电芯由长连续隔离膜(separation film)卷绕。
有利效果
本发明的非水电解质的特征在于，含有双键的不饱和二腈类化合物和含有酯基的磺内酯类化合物以特定量一起使用。由于不饱和二腈类化合物在其结构中心含有双键，因此它具有丰富的电子云，因此，它可与正极表面的过渡金属形成强键合。也就是说，在不饱和二腈类化合物用作电解质溶液添加剂的情况下，由于与添加饱和二腈类化合物(例如丁二腈)的情况相比，不饱和二腈类化合物可以以更大的结合能与过渡金属结合，因此可以更有效地抑制过渡金属溶出和与正极表面上的电解质溶液的副反应，结果，可以减少在高电压和高温下由正极产生的气体，并且可以改进性能。
此外，关于含有酯基的磺内酯化合物，由于比不具有取代基的磺内酯化合物(例如1,3-丙烷磺内酯)更容易发生还原反应，因此很容易在负极表面形成固体电解质界面(SEI)，并且可以形成具有较低电阻和良好寿命特性的SEI。
因此，如果使用本发明的包含不饱和二腈类化合物和含有酯基的磺内酯类化合物的非水电解质，在工作电压为4.45V以上的高电压电池中使用时可获得优异的低温寿命特性和高温寿命特性。
具体实施方式
下面，将详细描述本发明。
非水电解质
本发明的非水电解质包含：(1)有机溶剂，(2)锂盐，(3)由下[式1]表示的化合物，和(4)由下[式2]表示的化合物，其中，当由[式1]表示的化合物的量为X重量％且由[式2]表示的化合物的量为Y重量％时，X和Y满足X+Y≤5且X≤Y。
此外，必要时，本发明的非水电解质还包含由[式3]表示的化合物。
[式1]
CN-R1-CN
在[式1]中，R1是包含至少一个双键的具有2至10个碳原子的不饱和烃基。
[式2]
在[式2]中，n是1或2的整数，R2是不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷基基团。
[式3]
在[式3]中，a、b、c和d各自独立地为0至5的整数中的一个。
在下文中，将更详细地描述本发明的非水电解质的各成分。
(1)有机溶剂
在本发明中，有机溶剂可包含环状碳酸酯类溶剂、直链碳酸酯类溶剂、直链酯类溶剂或其混合物。例如，有机溶剂可以是环状碳酸酯类溶剂和直链碳酸酯类溶剂的混合物，或者环状碳酸酯类溶剂和直链酯类溶剂的混合物。
环状碳酸酯类溶剂是由于作为高粘度有机溶剂的高介电常数所致可以很好地解离电解液中的锂盐的有机溶剂，其中，例如，环状碳酸酯类溶剂可以是选自由碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯和碳酸亚乙烯酯组成的组的至少一种。具体而言，环状碳酸酯类溶剂可以是碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯及其混合物，更具体可以是碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯的混合物。
直链碳酸酯类溶剂是具有低粘度和低介电常数的有机溶剂，其中，例如，直链碳酸酯类溶剂可以是选自由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯组成的组的至少一种。直链碳酸酯类溶剂具体可为碳酸二乙酯。
直链酯类溶剂例如可以是选自由乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯组成的组的至少一种。具体而言，直链酯类溶剂可以是丙酸乙酯、丙酸丙酯及其混合物，更具体可以是丙酸乙酯和丙酸丙酯的混合物。
优选的是，有机溶剂可包含环状碳酸酯类溶剂和直链酯类溶剂。在组合使用环状碳酸酯类溶剂和直链酯类溶剂作为有机溶剂的情况下，不仅长期循环特性进一步改善，而且在高电压操作期间也抑制了有机溶剂的分解，以能够获得改善溶胀特性的效果。
在这种情况下，基于有机溶剂的总重量，环状碳酸酯类溶剂的含量可以为10重量％至50重量％，优选20重量％至50重量％，更优选25重量％至40重量％。此外，基于有机溶剂的总重量，直链酯类溶剂的含量可以为50重量％至90重量％，优选50重量％至80重量％，更优选60重量％至75重量％。当环状碳酸酯类溶剂和直链酯类溶剂的量满足上述范围时，改善长期循环特性和高电压溶胀特性的效果更好。
具体而言，有机溶剂可包含重量比为10:90至50:50、优选20:80至50:50、更优选25:75至40:60的环状碳酸酯类溶剂和丙酸酯类溶剂。
就改进高电压稳定性的效果而言，直链酯类溶剂可包括丙酸丙酯。在这种情况下，基于有机溶剂的总重量，丙酸丙酯的含量可以为30重量％至70重量％，优选35重量％至70重量％，更优选40重量％至60重量％。当丙酸丙酯的量满足上述范围时，可进一步改善高电压溶胀特性。
更具体而言，在本发明中，有机溶剂可包含碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯。
在这种情况下，基于有机溶剂的总重量，碳酸亚乙酯的含量可以为10重量％至35重量％，优选15重量％至30重量％，更优选15重量％至25重量％。
基于有机溶剂的总重量，碳酸亚丙酯的含量可以为5重量％至25重量％，优选5重量％至20重量％，更优选5重量％至15重量％。
基于有机溶剂的总重量，丙酸乙酯的含量可以为10重量％至30重量％，优选15重量％至30重量％，更优选15重量％至25重量％。
基于有机溶剂的总重量，丙酸丙酯的含量可以为30重量％至70重量％，优选35重量％至65重量％，更优选40重量％至60重量％。
(2)锂盐
通常用于锂二次电池的电解质溶液中的各种锂盐可以用作本发明中使用的锂盐，但不限于此。例如，锂盐可包含Li+作为阳离子，并包含选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、B10Cl10 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、PF4C2O4 -、PF2C4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、CH3SO3 -、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-组成的组的至少一种作为阴离子。
具体而言，锂盐可包括选自由LiCl、LiBr、LiI、LiBF4、LiClO4、LiAlO4、LiAlCl4、LiPF6、LiSbF6、LiAsF6、LiB10Cl10、LiBOB(LiB(C2O4)2)、LiCF3SO3、LiFSI(LiN(SO2F)2)、LiCH3SO3、LiCF3CO2、LiCH3CO2和LiBETI(LiN(SO2CF2CF3)2)组成的组的至少一种。具体而言，锂盐可包括选自由LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiBOB(LiB(C2O4)2)、LiCF3SO3、LiTFSI(LiN(SO2CF3)2)、LiFSI(LiN(SO2F)2)和LiBETI(LiN(SO2CF2CF3)2)组成的组的一种材料，或其两种以上的混合物。
锂盐可以以0.8M至4.0M、优选0.8M至2M、更优选0.8M至1.6M的浓度包含在电解质溶液中。在锂盐浓度满足上述范围的情况下，可通过提高锂离子产率(Li+转移数)和锂离子的离解程度来改进电池的输出特性。
(3)由式1表示的化合物
本发明的非水电解质包含由下式1表示的二腈化合物。
[式1]
CN-R1-CN
在式1中，R1是包含至少一个双键的具有2至10个碳原子的不饱和烃基。在这种情况下，不饱和烃基可以是直链或支链不饱和烃基。
具体而言，二腈化合物可以是选自由1,4-二氰基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2-乙基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二甲基-2-丁烯、1,4-二氰基-2,3-二乙基-2-丁烯、1,6-二氰基-3-己烯、1,6-二氰基-2-甲基-3-己烯和1,6-二氰基-2-甲基-5-甲基-3-己烯组成的组的至少一种，其中特别优选1,4-二氰基-2-丁烯。1,4-二氰基-2-丁烯具有适当的链长，能够在形成正极膜时防止电阻过度增加，并且具有优异的电化学氧化/还原稳定性，能够实现优异的寿命特性。
由式1表示的二腈化合物是其中氰基基团结合到包含至少一个双键的不饱和烃基两端的化合物，其中，与过渡金属的结合力优于含有饱和烃基的腈化合物(例如丁二腈或三氰基己烷)的结合力。因此，即使其量小于含有饱和烃基的腈化合物的量，也可以通过有效地捕获在充电和放电期间从正极溶出的过渡金属离子来抑制过渡金属和电解质溶液之间的副反应。
基于非水电解质的总重量，由[式1]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％，优选0.5重量％至3重量％，更优选0.5重量％至2重量％。在[式1]表示的化合物的量满足上述范围的情况下，高电压电池可以实现优异的寿命特性，同时最大限度地减少电阻的增加。
(4)由式2表示的化合物
本发明的非水电解质包含由下式2表示的磺内酯类化合物。
[式2]
在[式2]中，n是1或2的整数，R2是氢、不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷基基团、或不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷氧基基团，优选不具有取代基或具有取代基的具有1至5个碳原子的烷基基团，更优选不具有取代基或具有取代基的具有1至4个碳原子的烷基基团。
具体而言，由[式2]表示的化合物可以是选自由以下[式2a]至[式2e]表示的化合物组成的组的至少一种。
[式2a]
[式2b]
[式2c]
[式2d]
[式2e]
其中，特别优选由[式2a]表示的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯。由于2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯具有优异的电化学氧化/还原稳定性，其可以比其他材料更有效地在电极上形成膜，因此，可以获得改进寿命特性的效果。
关于高电压电池，由于过渡金属的溶解或电极表面副反应的增加所致在负极表面上的副产物增加，结果，电阻增加，使得寿命趋于劣化，其中，在含有酯取代基的环状磺内酯化合物用作上述添加剂的情况下，由于与使用不具有取代基的磺内酯化合物或含有另一取代基的磺内酯类化合物的情况相比可形成具有较低电阻的膜，因此对于高电压电池而言是特别优选的。
基于非水电解质的总重量，由[式2]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％，优选0.5重量％至3重量％，更优选1重量％至3重量％。在由[式2]表示的化合物的量如果满足上述范围的情况下，高电压电池可实现优异的寿命特性。
当本发明的非水电解质中由[式1]表示的化合物的量为X重量％，且由[式2]表示的化合物的量为Y重量％时，由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物的含量满足X+Y≤5和X≤Y。也就是说，由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物的总量为5重量％以下，优选1重量％至5重量％，更优选1.5重量％至5重量％，且理想的是以使由[式1]表示的化合物的量为等于或小于由[式2]表示的化合物的量的方式包含由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物。
根据本发明人的研究，在X+Y大于5或X>Y的情况下，与使用其他添加剂的情况相比，没有或几乎没有寿命特性改进效果。
优选的是，包含的由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物的重量比可以为1:1至1:3，例如1:1.5至1:2.5。当由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物的混合比满足上述范围时，高电压电池的低温寿命特性和高温寿命特性会更好。
(5)由式3表示的化合物
必要时，本发明的非水电解质还可以包含由下式3表示的化合物。
[式3]
在[式3]中，a、b、c和d各自独立地为1至5的整数中的一个，优选1至4的整数中的一个，更优选1至3的整数中的一个。
由[式3]表示的化合物是具有三个氰基基团的化合物，其中其具体可为三氰基己烷，例如可为1,3,6-三氰基己烷或1,2,6-三氰基己烷。
由[式3]表示的化合物具有通过与电解质中溶出的过渡金属结合而抑制溶出的过渡金属离子还原到负极的效果。特别是，由于由[式3]表示的化合物与其他添加剂相比具有相对较大的体积，因此与溶出在电解质中的过渡金属的结合概率较高，因此，过渡金属捕获性能优异。因此，在进一步包含由[式3]表示的化合物的情况下，可进一步改进高温寿命特性。
基于非水电解质的总重量，由[式3]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％，例如，0.5重量％至3重量％。在由[式3]表示的化合物的量满足上述范围的情况下，改进高温存储后容量特性和寿命特性的效果非常好。
优选的是，本发明的非水电解质可包含0.5重量％至3重量％的由[式1]表示的化合物、0.5重量％至3重量％的由[式2]表示的化合物和0.5重量％至3重量％的由[式3]表示的化合物。在添加剂的量满足上述范围的情况下，可以改善高电压电池的寿命特性和容量特性，同时最大限度地减少电阻的增加。
(6)添加剂
尽管不是必需的，但本发明的非水电解质可还可包含添加剂，以进一步改善二次电池的物理性能。
添加剂的实例可以是选自由环状碳酸酯类化合物、卤素取代的碳酸酯类化合物、磺内酯类化合物、硫酸酯/盐类化合物、磷酸酯/盐类化合物、硼酸酯/盐类化合物、苯类化合物、胺类化合物、硅烷类化合物和锂盐类化合物组成的组的至少一种。
环状碳酸酯类化合物例如可以是碳酸亚乙烯酯(VC)或乙烯基碳酸亚乙酯(VEC)。
卤素取代的碳酸酯类化合物例如可以是氟代碳酸亚乙酯(FEC)。
磺内酯类化合物例如可以是1,3-丙烷磺内酯或1,3-丙烯磺内酯。
硫酸酯/盐类化合物例如可以是硫酸亚乙酯(Esa)、硫酸三亚甲酯(TMS)或甲基硫酸三亚甲酯(MTMS)。
磷酸酯/盐类化合物例如可以是选自由二氟双(草酸)磷酸锂、二氟磷酸锂、四甲基三甲基甲硅烷基磷酸酯、三甲基甲硅烷基亚磷酸酯、三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯和三(三氟乙基)亚磷酸酯组成的组的至少一种化合物。
硼酸/盐类基化合物例如可以是四苯基硼酸酯或草酰二氟硼酸锂(LiODFB)。
苯类化合物例如可以是氟苯，胺类化合物可以是三乙醇胺或乙二胺，硅烷类化合物可以是四乙烯基硅烷。
锂盐类化合物是与非水电解质溶液中包含的锂盐不同的化合物，其中锂盐类化合物可以是选自由LiPO2F2、LiODFB、LiBOB(双(草酸)硼酸锂(LiB(C2O4)2))和LiBF4组成的组的至少一种化合物。
以上添加剂可以单独使用，或其两种以上混合使用。
基于非水电解质的总重量，添加剂的总量可以是1重量％至20重量％，例如，1重量％至15重量％。在添加剂的含量在上述范围内的情况下，可以防止在二次电池的初始激活过程中发生副反应或添加剂的残留或沉淀，同时可以在电极上稳定地形成膜，并且可以抑制过充电期间的着火现象。
锂二次电池
接下来，将描述本发明的锂二次电池。
本发明的锂二次电池包括电极组件(包括正极、负极和布置在正极和负极之间的隔膜)和非水电解质。在这种情况下，非水电解质是本发明所述的非水电解质。由于非水电解质已在上文中描述，因此将省略对其的描述，并且将在下文中描述其他成分。
(1)电极组件
电极组件包括至少一个正极、至少一个负极和至少一个隔膜。
正极可包括包含正极活性材料的正极活性材料层，并且，必要时，正极活性材料层还可包含导电剂和/或粘合剂。
正极活性材料是能够可逆地嵌入和脱嵌锂的化合物，其中正极活性材料可具体是锂过渡金属氧化物(包含锂和至少一种过渡金属，如钴、锰、镍或铝)。具体而言，锂过渡金属氧化物可包括锂锰基化合物(例如，LiMnO2、LiMn2O4等)、锂钴基氧化物(例如LiCoO2等)、锂镍基氧化物(例如，LiNiO2等)、锂镍锰基氧化物(例如，LiNi1-YMnYO2(其中0<Y<1)、LiMn2- ZNiZO4(其中0<Z<2))、锂镍钴基氧化物(例如，LiNi1-Y1CoY1O2(其中0<Y1<1))、锂锰钴基氧化物(例如，LiCo1-Y2MnY2O2(其中0<Y2<1)、LiMn2-Z1CoZ1O4(其中0<Z1<2))、锂镍锰钴基氧化物(例如，Li(NipCoqMnr1)O2(其中0<p<1，0<q<1，0<r1<1和p+q+r1＝1)或Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(其中0<p1<2，0<q1<2，0<r2<2和p1+q1+r2＝2))、或锂镍钴过渡金属(M)氧化物(例如，Li(Nip2Coq2Mnr3MS2)O2(其中M选自由铝(Al)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、钛(Ti)、钽(Ta)、镁(Mg)和钼(Mo)组成的组，p2、q2、r3和S2是每个独立元素的原子分数，其中0<p2<1，0<q2<1，0<r3<1，0<S2<1，p2+q2+r3+S2＝1)，并且可包含其中任何一种或其两种以上的化合物。
具体而言，正极活性材料可以是由下式4表示的锂钴基氧化物。
[式4]
LiCo1-xM1 xO2
式4中，M1是钴位取代的掺杂元素，并且可以是选自由钨(W)、铜(Cu)、铁(Fe)、钒(V)、铬(Cr)、钛(Ti)、锆(Zr)、锌(Zn)、铝(Al)、铟(In)、钽(Ta)、钇(Y)、镧(La)、锶(Sr)、镓(Ga)、钪(Sc)、钆(Gd)、钐(Sm)、钙(Ca)、铈(Ce)、铌(Nb)、镁(Mg)、硼(B)和钼(Mo)组成的组的至少一种。
x表示钴位取代的掺杂元素M1的原子比，其中0≤x≤0.2，例如，0≤x≤0.1。
基于正极活性材料层的总重量，正极活性材料的含量可以为80重量％至99.9重量％，例如，85重量％至99重量％。
接下来，导电剂用于向电极提供导电性，其中可以使用任何导电剂而没有具体限制，只要导电剂具有合适的电子导电性且不会在电池中引起不利的化学变化即可。导电剂的具体实例可以是石墨，例如天然石墨或人造石墨；碳基材料，如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑、热裂法炭黑和碳纤维；铜、镍、铝和银等金属的粉末或纤维；导电晶须，如氧化锌晶须和钛酸钾晶须；导电金属氧化物，如氧化钛；或导电聚合物，如聚亚苯基衍生物，可以使用其中任何一种或其两种以上的混合物。基于正极活性材料层的总重量，导电剂的含量可以为0.1重量％至10重量％，例如，0.1重量％至5重量％。
接下来，粘合剂改进正极活性材料颗粒之间的粘附力以及正极活性材料和集流体之间的粘附力。粘合剂的具体实例可为聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-co-HFP)、聚乙烯醇、聚丙烯腈、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶(SBR)、氟橡胶或其各种共聚物，可以使用其中任何一种或其两种以上的混合物。基于正极活性材料层的总重量，粘合剂的含量可以为0.1重量％至15重量％，例如，0.1重量％至10重量％。
如上所述的本发明的正极可以通过本领域已知的正极的制备方法来制备。例如，正极可通过以下方法制备：在正极集流体上涂覆正极浆料(通过将正极活性材料、粘合剂和/或导电剂溶解或分散在溶剂中而制得)、干燥、然后辊压的方法，或将正极浆料流延在单独的载体上，然后将从载体上分离的膜层压在正极集流体上的方法。
正极集流体不受特别限制，只要其具有导电性且不会引起电池中的不利化学变化即可，例如，可以使用不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳，或经碳、镍、钛、银等中的一种进行表面处理的铝或不锈钢。此外，正极集流体的厚度通常为3μm至500μm，并且可在集流体的表面上形成微观凹凸物，以改进正极材料的粘附。例如，正极集流体可以以各种形状使用，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、无纺布体等的形状。
溶剂可以是本领域通常使用的溶剂，并且可以包括二甲亚砜(DMSO)、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮或水，并且可以使用其中任何一种或两种以上的混合物。如果考虑到正极材料混合物的涂层厚度、制造率和可加工性，可将正极材料混合物调整为具有适当粘度，则所使用的溶剂量可以是足够的，并且不受特别限制。
接下来，将描述负极。
本发明的负极包括包含负极活性材料的负极活性材料层，并且必要时，负极活性材料层还可包含导电剂和/或粘合剂。
作为负极活性材料，可以使用本领域中使用的各种负极活性材料，例如，碳基负极活性材料、硅基负极活性材料或金属合金。
作为碳基负极活性材料，可使用本领域使用的各种碳基负极活性材料，例如，石墨基材料，如天然石墨、人造石墨、Kish石墨；热解碳、中间相沥青基碳纤维、中间相碳微球、中间相沥青、高温烧结碳(如石油或煤焦油沥青衍生焦炭)、软碳和硬碳。碳基负极活性材料的形状不受特别限制，可以使用各种形状的材料，例如不规则形状、平面状、片状、球形或纤维状。
硅基负极活性材料可包括选自由金属硅(Si)、硅氧化物(SiOx，其中0<x<2)、碳化硅(SiC)和Si-Y合金(其中Y是选自由碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、过渡金属、稀土元素及其组合物组成的组的元素，且不是Si)组成的组的至少一种。元素Y可以选自由Mg、Ca、Sr、钡(Ba)、镭(Ra)、Sc、Y、Ti、Zr、铪(Hf)、
(Rf)、V、Nb、Ta、
(Db)、Cr、Mo、W、
(Sg)、锝(Tc)、铼(Re)、
(Bh)、Fe、铅(Pb)、钌(Ru)、锇(Os)、
(Hs)、铑(Rh)、铱(Ir)、钯(Pd)、铂(Pt)、Cu、银(Ag)、金(Au)、Zn、镉(Cd)、B、Al、Ga、锡(Sn)、In、锗(Ge)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)及其组合组成的组。
基于负极活性材料层的总重量，负极活性材料的含量可以为80重量％至99重量％。在负极活性材料的量满足上述范围的情况下，可以获得优异的容量特性和电化学性能。
接下来，导电剂是用于进一步提高负极活性材料导电性的成分，其中，基于负极活性材料层的总重量，导电剂的添加量可以为10重量％以下，例如，5重量％以下。可使用任何导电剂而无需特别限制，只要导电剂具有导电性且不会对电池造成不利的化学变化即可，例如，可使用以下导电材料，如：石墨，如天然石墨或人造石墨；炭黑，如乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑和热裂法炭黑；导电纤维，如碳纤维或金属纤维；金属粉末，如碳氟化合物粉、铝粉和镍粉；导电晶须，如氧化锌晶须和钛酸钾晶须；导电金属氧化物，如氧化钛；或聚亚苯基衍生物。
粘合剂是有助于导电剂、活性材料和集流体之间粘附的成分，其中，基于负极活性材料层的总重量，粘合剂的添加量通常为0.1重量％至10重量％。粘合剂的实例可以为聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶及其各种共聚物。
负极可通过本领域已知的负极制备方法来制备。例如，负极可通过以下方法制备：在负极集流体上涂覆负极浆料(通过将负极活性材料以及任选的粘合剂和导电剂溶解或分散在溶剂中制备)、辊压并干燥的方法，或者将负极浆料流延在单独的载体上，然后将与载体分离的膜层压在负极集流体上。
负极集流体不受特别限制，只要其具有高导电性且不会引起电池中的不利化学变化即可，例如，可以使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳，或经碳、镍、钛、银等中的一种进行表面处理的铜或不锈钢。负极集流体的厚度通常为3μm至500μm，并且与正极集流体类似，可以在集流体的表面上形成微观凹凸物，以改进负极活性材料的粘附。例如，负极集流体可以以各种形状使用，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、无纺布体等的形状。
溶剂可以是本领域通常使用的溶剂，并且可以包括二甲亚砜(DMSO)、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮或水，并且可以使用其中任何一种或两种以上的混合物。如果考虑到负极材料混合物的涂层厚度、制造率和可加工性，可将负极浆料调整为具有适当粘度，则所使用的溶剂量可以是足够的，并且不受特别限制。
接下来，将描述隔膜。
隔膜分离正极和负极，并通过布置在负极和正极之间提供锂离子的运动路径，其中任何隔膜都可以用作隔膜而不受特别限制，只要其通常在锂二次电池中使用即可，并且特别是，可以使用对电解质具有高保湿能力以及对电解质离子转移具有低阻力的隔膜。
具体而言，可使用多孔聚合物膜，例如，由聚烯烃类聚合物(例如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸共聚物)制备的多孔聚合物膜，或具有两层以上的层压结构。此外，可使用典型的多孔无纺布，例如，由高熔点玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维形成的无纺布。此外，包括陶瓷成分或聚合物材料的经涂覆的隔膜可用于确保耐热性或机械强度，并且可任选使用具有单层或多层结构的隔膜。
作为电极组件，可以使用本领域已知的各种电极组件，例如凝胶卷型电极组件、堆叠型电极组件或堆叠-折叠型电极组件，但不限于此，并且其结构或形状不受特别限制。然而，在电极组件是堆叠-折叠型电极组件的情况下，可以获得特别有用的效果。
堆叠-折叠型电极组件表示具有下述结构的电极组件：其中由正极、负极和隔膜组成的单元电芯由长连续隔离膜卷绕，其中其优点是易于制备且具有优异的稳定性，但存在长期寿命特性劣化的问题，因为重复充电和放电时电阻增大。然而，由于本发明的上述非水电解质具有抑制电阻增加的优异效果，因此当堆叠-折叠型电极组件与本发明的非水电解质一起使用时，可获得优异的长期寿命特性。
如上所述的本发明的锂二次电池可以适当地用于便携式设备，例如移动电话、笔记本电脑和数码相机，以及电动汽车，如混合动力电动汽车(HEV)。
因此，根据本发明的另一实施方式，提供了包括锂二次电池作为单元电芯的电池模块，和包括该电池模块的电池组。
电池模块或电池组可用作以下的至少一个中大型装置的电源：电动工具；电动汽车，包括电动车辆(EV)、混合动力电动车辆和插入式混合动力电动车辆(PHEV)；或者电力存储系统。
本发明的锂二次电池的形状不受特别限制，但可以使用采用罐的圆柱形、棱柱形、袋型或硬币型。
本发明的锂二次电池不仅可以用在用作小型装置电源的电池单元中，还可以用作包括多个电池单元的大中型电池模块中的单位电芯。
实施例
在下文中，将根据具体实施例更详细地描述本发明。
实施例1
<电解质制备>
在LiPF6溶解于有机溶剂(其中碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、丙酸乙酯(EP)和丙酸丙酯(PP)以20:10:20:50的重量比混合)中以使LiPF6的浓度为1.2M后，通过加入1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和1重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)来制备非水电解质。
<电极组件的制备>
使正极活性材料、导电剂和粘合剂以97.5:1.2:1.3的重量比在N-甲基吡咯烷酮溶剂中混合以制备正极材料混合物。在这种情况下，LiCoO2用作正极活性材料，炭黑用作导电剂，PVDF用作粘合剂。10μm厚的铝集流体的两个表面均涂覆制备的正极材料混合物，在130℃干燥，然后辊压以制备正极。
接下来，使负极活性材料、粘合剂和导电剂以95.8:1.7:2.5的重量比在水中混合以制备负极材料混合物。人造石墨用作负极活性材料，炭黑用作导电剂，PVDF用作粘合剂。6μm厚的铜集流体的两个表面均涂覆制备的负极材料混合物，在60℃干燥，然后辊压以制备负极。
在通过在如上所述制备的正极和负极之间布置隔膜来制备七个具有正极/隔膜/负极/隔膜/正极结构的双电池和一个具有负极/隔膜/正极结构的单电池之后，七个双电池和一个单电池用长隔离膜卷绕，以制备堆叠-折叠型电极组件。
<制备二次电池>
使上述制备的电极组件容纳在袋型二次电池盒中，并将上述制备的非水电解质注入其中以制备锂二次电池。
实施例2
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)的添加量为2重量％，而不是1重量％。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
实施例3
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)的添加量为3重量％，而不是1重量％。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
实施例4
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，另外添加3重量％的1,3,6-三氰基己烷(HTCN)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
实施例5
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质、电极组件和锂二次电池，不同之处在于，添加2重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和3重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
实施例6
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质、电极组件和锂二次电池，不同之处在于，添加1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和4重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
实施例7
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质、电极组件和锂二次电池，不同之处在于，添加2重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和2重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
比较例1
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)的添加量为5重量％，而不是1重量％。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例2
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，添加3重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和2重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)代替1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和1重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例3
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，添加5重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和2重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)代替1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和1重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例4
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，不添加剂2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例5
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，不添加1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例6
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于添加2重量％的1,3-丙烷磺内酯(PS)代替1重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例7
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，添加1重量％的丁二腈(SN)代替1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例8
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，添加1重量％的丁二腈(SN)和2重量％的1,3-丙烷磺内酯(PS)代替1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和1重量％的-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例9
以与实施例1中相同的方式制备非水电解质，不同之处在于，添加1重量％的丁二腈(SN)、2重量％的1,3-丙烷磺内酯(PS)和3重量％的1,3,6-三氰基己烷(HTCN)代替1重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和1重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
然后，以与实施例1相同的方式制备电极组件和锂二次电池，不同之处在于，使用通过上述方法制备的非水电解质代替实施例1的非水电解质作为非水电解质。
比较例10
以与实施例1相同的方式制备非水电解质、电极组件和锂二次电池，不同之处在于，添加3重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和3重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
比较例11
以与实施例1相同的方式制备非水电解质、电极组件和锂二次电池，不同之处在于，添加3重量％的1,4-二氰基-2-丁烯(DCB)和1重量％的2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)。
实验例1-低温循环特性
由实施例1至7和比较例1至11制备的每个锂二次电池于15℃在恒定电流/恒定电压(CC/CV)条件下以1.0C充电至4.47V(0.05C截断)。随后，每个锂二次电池以1.0C的CC放电至3.0V。
将上述充电和放电设置为一个循环，在该循环执行100次后，测量100次循环后相对于初始容量的容量保持率。测量结果如下表1所示。
实验例2-高温循环特性
由实施例1至7和比较例1至11制备的每个锂二次电池于45℃在恒定电流/恒定电压(CC/CV)条件下以1.0C充电至4.47V(0.05C截断)。随后，每个锂二次电池以1.0C的CC放电至3.0V。
将上述充电和放电设置为一个循环，在该循环执行100次后，测量100次循环后相对于初始容量的容量保持率。测量结果如下表1所示。
[表1]
如[表1]所示，关于通过使用包含满足本发明的量范围的二氰基-2-丁烯(DCB)和2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)的非水电解质制备的实施例1至7的锂二次电池，锂二次电池即使在4.47V的高电压下运行，也表现出优异的低温容量保持率和高温容量保持率。
相反，关于使用包含在本发明的量范围之外的量的二氰基-2-丁烯(DCB)和2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯(NR06)的比较例1至3、10和11的非水电解质的锂二次电池，不含二氰基-2-丁烯或2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯的比较例4和5的非水电解质，和使用不同类型添加剂的组合的比较例6至9的非水电解质，发现低温容量保持率和高温容量保持率均低于实施例的电池，特别是，发现高温容量保持率显著降低。
Claims (15)
1.一种非水电解质，所述非水电解质包含有机溶剂、锂盐、由式1表示的化合物和由式2表示的化合物，
其中，当基于所述非水电解质的总重量，由式1表示的化合物的量为X重量％且由式2表示的化合物的量为Y重量％时，X+Y≤5且X≤Y，
[式1]
CN-R1-CN
其中，在式1中，R1是包含至少一个双键的具有2至10个碳原子的不饱和烃基；
[式2]
其中，在式2中，n是1或2的整数，R2是氢、不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷基基团、或不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷氧基基团。
2.如权利要求1所述的非水电解质，其中，由式1表示的化合物是1,4-二氰基-2-丁烯。
3.如权利要求1所述的非水电解质，其中，由式2表示的化合物是2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯。
4.如权利要求1所述的非水电解质，其中，基于所述非水电解质的总重量，由式1表示的化合物的含量为0.1重量％至3重量％。
5.如权利要求1所述的非水电解质，其中，基于所述非水电解质的总重量，由式2表示的化合物的含量为0.1重量％至3重量％。
6.如权利要求1所述的非水电解质，其中，所包含的由式1表示的化合物和由式2表示的化合物的重量比为1:1至1:3。
7.如权利要求1所述的非水电解质，所述非水电解质还包含由式3表示的化合物：
[式3]
其中，在式3中，a、b、c和d各自独立地为1至5的整数中的一个。
8.如权利要求7所述的非水电解质，其中，由式3表示的化合物是三氰基己烷。
9.如权利要求7所述的非水电解质，其中，基于所述非水电解质的总重量，由式3表示的化合物的含量为0.1重量％至3重量％。
10.如权利要求7所述的非水电解质，其中，所述非水电解质包含：
0.5重量％至3重量％的由式1表示的化合物；
0.5重量％至3重量％的由式2表示的化合物；和
0.5重量％至3重量％的由式3表示的化合物。
11.如权利要求1所述的非水电解质，其中，所述有机溶剂包含环状碳酸酯类溶剂和丙酸酯类溶剂。
12.如权利要求11所述的非水电解质，其中，所述有机溶剂包含重量比为10:90至50:50的环状碳酸酯类溶剂和丙酸酯类溶剂。
13.一种锂二次电池，所述锂二次电池包括：
电极组件，所述电极组件包括至少一个正极、至少一个负极和布置在所述正极和所述负极之间的至少一个隔膜；和
权利要求1至12中任一项所述的非水电解质。
14.如权利要求13所述的锂二次电池，其中，所述锂二次电池在4.45V以上的电压下运行。
15.如权利要求13所述的锂二次电池，其中，所述电极组件是堆叠-折叠型电极组件，其中单元电芯由长连续隔离膜卷绕。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104508896A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-08 | 宇部兴产株式会社 | 非水电解液以及使用了该非水电解液的蓄电设备 |
| CN107017432A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 宁德新能源科技有限公司 | 非水电解液及锂离子电池 |
| CN107017429A (zh) * | 2015-12-16 | 2017-08-04 | 三星Sdi株式会社 | 用于可再充电锂电池的电解液和包括其的可再充电锂电池 |
| KR20170114389A (ko) * | 2016-04-04 | 2017-10-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| CN109860703A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-06-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及电化学装置 |
| CN110061176A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-26 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH07176322A (ja) * | 1993-12-21 | 1995-07-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Ｌｉ二次電池用電解液 |
| CN103493280B (zh) | 2011-04-26 | 2016-03-02 | 宇部兴产株式会社 | 非水电解液、使用了该非水电解液的蓄电设备及环状磺酸酯化合物 |
| KR20130003583A (ko) * | 2011-06-30 | 2013-01-09 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬이차전지용 전해액 첨가제, 이를 포함하는 비수성 전해액 및 리튬이차전지 |
| KR101367754B1 (ko) | 2011-07-07 | 2014-02-27 | 주식회사 엘지화학 | 전기화학소자용 전극 조립체 및 이를 구비한 전기화학소자 |
| CN108028427B (zh) * | 2015-09-09 | 2022-01-14 | 住友精化株式会社 | 非水电解液用添加剂、非水电解液以及蓄电设备 |
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| KR20190054920A (ko) * | 2017-11-14 | 2019-05-22 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR102493557B1 (ko) | 2018-03-27 | 2023-01-30 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 비수계 전해액 및 그것을 사용한 에너지 디바이스 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104508896A (zh) * | 2012-07-31 | 2015-04-08 | 宇部兴产株式会社 | 非水电解液以及使用了该非水电解液的蓄电设备 |
| CN107017429A (zh) * | 2015-12-16 | 2017-08-04 | 三星Sdi株式会社 | 用于可再充电锂电池的电解液和包括其的可再充电锂电池 |
| CN107017432A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 宁德新能源科技有限公司 | 非水电解液及锂离子电池 |
| KR20170114389A (ko) * | 2016-04-04 | 2017-10-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| CN109860703A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-06-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及电化学装置 |
| CN110061176A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-26 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置 |
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