CN114730920A - 用于锂金属二次电池的电解液 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于锂金属二次电池的电解液。当将本发明的电解液应用于包括锂金属作为负极活性材料的二次电池时，其可以表现出较少的副反应和优异的稳定性，从而提高电池的寿命特性和高倍率充电性能。
Description
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请基于分别于2019年12月19日和2020年10月29日提交的韩国专利申请第10-2019-0170942号和第10-2020-0141979号并要求其优先权，通过引用将上述申请的公开内容作为整体结合在此。
本发明涉及一种用于锂金属二次电池的电解液，其被应用于包括锂金属作为负极活性材料的锂金属二次电池以提高电池的寿命特性。
背景技术
随着电子、通信和计算机产业的快速发展，储能技术的应用领域已扩展到摄像机、手机、笔记本电脑、个人电脑，甚至电动汽车。因此，重量轻、寿命长、可靠性高的高性能二次电池的开发正在进行中。
在目前应用的二次电池中，与诸如Ni-MH、Ni-Cd、硫酸铅电池之类的使用水性液体电解液的传统电池相比，1990年代初开发的锂二次电池由于具有高工作电压和显著高能量密度的优点而备受关注。
锂金属、碳基材料和硅被用作锂二次电池的负极活性材料。其中，锂金属具有获得最高能量密度的优点，因此一直在进行研究。
使用锂金属作为活性材料的锂电极通常通过使用扁平的铜箔或镍箔作为集电器并在其上附着锂箔来制造。或者，已知不使用单独的集电器而将锂箔本身用作锂电极的方法，或仅使用集电器而不使用锂箔组装电池，然后对电池进行充电和放电以形成锂金属层，然后将其用作负极的方法。
然而，包括锂金属电极的锂二次电池的问题在于，在电解液和锂金属电极之间可能不会形成稳定的界面，并且由于锂金属的高反应性以及在电池充/放电后锂金属电沉积到电极上和从电极分离期间产生的表面不平整，会发生电解液的连续分解。电解液的这些副反应不仅会迅速增加电池电阻，而且会耗尽电池中的电解液和可用锂，这可能会导致电池寿命下降。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，提供一种对锂金属具有优异的稳定性的非水电解液技术方案
因此，根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于锂金属二次电池的电解液，所述电解液包括锂盐和非水溶剂，其中所述锂盐的浓度大于2.0M至4.0M以下，和
其中所述锂盐包括双(氟磺酰)亚胺锂，所述非水溶剂包括1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚；环状氟化碳酸酯类溶剂；和选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂，并且
所述1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚以相对于总计100体积％所述非水溶剂的32体积％以下的量被包括。
在一个具体实施方式中，1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚可以以相对于总计100体积％非水溶剂的10体积％至30体积％的量被包括。
在一个具体实施方式中，环状氟化碳酸酯类溶剂可以以相对于总计100体积％非水溶剂的5体积％至30体积％的量被包括。
在一个具体实施方式中，环状氟化碳酸酯类溶剂可以为选自由氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯和三氟代甲基碳酸乙烯酯构成的群组中的一种或多种。
在一个具体实施方式中，链状碳酸酯可以为选自由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯构成的群组中的一种或多种。
在一个具体实施方式中，链状酯可以为选自由乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯构成的群组中的一种或多种。
在一个具体实施方式中，链状醚可以为选自由二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、甲丙醚和乙丙醚构成的群组中的一种或多种。
在一个具体实施方式中，选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂可以为选自由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、二甲醚和二乙醚构成的群组中的一种或多种。
在一个具体实施方式中，电解液可以以相对于电解液的总重量的20重量％至50重量％的量包括双(氟磺酰)亚胺锂。
在一个具体实施方式中，电解液可以包括浓度为2.1M至3.0M的锂盐。
此外，更加本发明的另一实施方式，提供一种包括所述电解液的锂金属二次电池。
具体地，所述锂金属二次电池包括正极；锂金属负极；插置于所述正极和所述负极之间的隔板；和以上所述的本发明的电解液。
有益效果
本发明的用于锂金属二次电池的电解液对锂金属具有优异的稳定性，因此电解液具有很少的副反应。因此，该电解液可以被应用于锂金属二次电池以提高电池的寿命特性和高倍率充电性能。
附图说明
图1示出实施例1和2、以及比较例1至3的各个电池于25℃测量容量保持率的结果；和
图2示出实施例2和比较例1的各个电池于45℃测量容量保持率的结果。
具体实施方式
本说明书中所用的术语仅用于解释示例性实施方式，并不旨在限制本发明。单数表达可以包括复数表达，除非根据上下文有不同地表达。必须理解的是，本说明书中的“包括”、“配备”或“具有”仅用于指明起作用的特征、步骤、组件、或其组合的存在，并不排除存在或预先添加一种或多种不同的特征、步骤、组分、或其组合的可能性。
本发明可以进行各种修改和具有各种形式，下面将详细地说明和描述具体的实施方式。然而，应当理解，该描述并非旨在将本发明限制于所公开的特定形式，而是相反，旨在涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。
在下文中，将详细地描述本发明。
用于锂金属二次电池的电解液
根据本发明的一个实施方式的用于锂金属二次电池的电解液包括锂盐和非水溶剂，其中锂盐的浓度大于2.0M至4.0M以下，该电解液包括双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)作为锂盐；以及1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚(OTE)；环状氟化碳酸酯类溶剂；和选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂作为非水溶剂。就此而言，OTE以相对于总计100体积％非水溶剂的32体积％以下的量被包括。
本发明人持续地研究了适用于包含锂金属作为负极活性材料的锂金属电池的非水电解质组合物。结果，他们发现，与现有的电解液相比，将满足本发明的组合物的电解液应用于锂金属电池时，其表现出明显提高的稳定性，以及大大改善了电池寿命和高倍率充电性能，从而完成本发明。本发明的这种效果只有在锂盐和溶剂的组合得到满足的情况下才能得到保证，因此当任一组分不足时都难以实现所述效果。
1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚(OTE)是一种具有以下结构式的材料，且被用作本发明的非水电解液的溶剂。
OTE具有通过抑制锂金属和电解液之间的副反应来提高电池寿命特性的效果，以及通过降低具有高粘度的高浓度电解液的粘度来提高电极和隔板浸渍性的效果。
然而，本发明人的实验结果表明，当OTE的含量大于相对于电解液中所使用的总计100体积％非水溶剂的32体积％而太大时，提高寿命的效果略有减少。此外，当OTE的含量小于相对于非水溶剂的总体积的5体积％而太小时，可能无法确保上述效果。因此，为了确保提高电解液的稳定性和提高电池寿命特性的效果，OTE优选地以相对于总计100体积％非水溶剂的5体积％以上、10体积％以上、或20体积％以上，且30体积％以下、25体积％以下、或24体积％以下的量被包括。
在本发明中，环状氟化碳酸酯类溶剂连同OTE一起被包括。
环状氟化碳酸酯类溶剂没有特别限制，只要其是在通常用作电解液的溶剂的环状碳酸酯类溶剂中的至少1个氢被氟取代的化合物即可。具体地，环状氟化碳酸酯类溶剂可以为选自由氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯和三氟代甲基碳酸乙烯酯构成的群组中的一种或多种，优选为氟代碳酸乙烯酯。
环状氟化碳酸酯类溶剂优选地以相对于总计100体积％非水溶剂的5体积％以上、或10体积％以上，且30体积％以下、或20体积％以下的量被包括。如果环状氟化碳酸酯类溶剂的含量低于5体积％，则难以确保抑制电解液的副反应的效果，而如果环状氟化碳酸酯类溶剂的含量超过30体积％时，则锂盐不能充分地解离，因此可能无法确保电解液的离子电导率。
同时，除了OTE和环状氟化碳酸酯类溶剂之外，本发明的电解液还包括选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂(以下称为链状溶剂)作为非水溶剂。
通过将链状溶剂、OTE和环状氟化碳酸酯类溶剂与LiFSI盐混合而制备的电解液可以表现出对锂金属的优异的稳定性，而包括环状溶剂、OTE、环状氟化碳酸酯和LiFSI的组合的电解液可能无法实现上述效果，这可以从以下示例性实施方式的结果中得到证实。
链状溶剂以相对于100体积％的电解液的非水溶剂的40体积％以上、或50体积％以上，且85体积％以下、70体积％以下、或65体积％以下的量进行使用。
根据本发明的一个实施方式的电解液可以仅包括OTE、环状氟化碳酸酯和链状溶剂作为溶剂，并且可以不包括其他溶剂。换言之，链状溶剂可以作为所述溶剂的剩余部分来使用，但不包括OTE和环状氟化碳酸酯。
作为链状溶剂，可以不受限制地使用在用于锂二次电池的电解液中常用的任何链状溶剂。
具体地，链状碳酸酯可以为选自由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯构成的群组中的一种或多种。
链状酯可以为选自由乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯构成的群组中的一种或多种。
链状醚可以为选自由二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、甲丙醚和乙丙醚构成的群组中的一种或多种。
优选地，选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂可以为选自由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、二甲醚和二乙醚构成的群组中的一种或多种。
根据本发明的一个优选实施方式的电解液可以包括OTE作为非水溶剂；氟代碳酸乙烯酯作为环状氟化碳酸酯类溶剂；和碳酸二甲酯作为链状溶剂。就此而言，相对于总计100体积％非水溶剂，OTE的含量可以为10体积％至30体积％、或20体积％至25体积％；氟代碳酸乙烯酯的含量可以为10体积％至20体积％；和碳酸二甲酯的含量可以为50体积％至65体积％。
同时，本发明的用于锂金属二次电池的电解液包括双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)作为锂盐。
LiFSI优选地以相对于总计100重量％的电解液的20重量％至50重量％、或30重量％至40重量％的量被包括。当LiFSI的含量低于20重量％时，存在着可能发生正极集电器(例如，铝箔)腐蚀和正极活性材料的过渡金属溶出的问题，而当LiFSI超过50重量％时，存在着由于离子电导率低导致的性能劣化和由于粘度高导致的浸渍性降低的问题，这是不可取的。
本发明的电解液可以仅包括LiFSI作为锂盐，或者除了LiFSI之外还可以进一步包括其他锂盐。除了LiFSI之外所包括的锂盐以相对于100重量％的电解液的0.1重量％至3重量％的范围内被包括，这在确保锂金属电池的寿命方面是优选的。
除了LiFSI之外可包括的锂盐可以是常用于电解液的LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、LiSCN、LiC4BO8、LiCF3CO2、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC4F9SO3、LiC(CF3SO2)3、(CF3SO2)2NLi、氯硼酸锂、低级脂肪族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺锂等。
就此而言，电解液中的LiFSI和其他锂盐的总浓度优选为大于2.0M(mol/L)且4.0M以下。在这样的高盐浓度下，可以抑制锂金属与电解液之间的副反应，并且可以确保防止正极集电器腐蚀和正极活性材料的过渡金属溶出的效果。
在一个实施方式中，电解液中的锂盐的浓度可以为2.1M以上、或2.3M以上，且3.5M以下、3.0M以下、或2.6M以下。如果锂盐的浓度过高，则存在着由于离子电导率低导致的性能劣化和由于粘度高导致的电解液浸渍性降低的问题。因此，将浓度适当地控制在上述范围内。
上述本发明的用于锂金属二次电池的电解液包括OTE、环状氟化碳酸酯和链状溶剂，并且包括LiFSI作为锂盐，由此在电池运行期间显示出对锂金属电极的优异的稳定性和明显减少副反应的效果。因此，当将本发明的电解液应用于锂金属二次电池时，可以明显地提高电池的寿命特性，并且可以提高高倍率充电性能。
锂金属二次电池
根据本发明的一个实施方式，提供一种包括上述电解液的锂金属二次电池。具体地，锂金属二次电池包括正极、包括锂金属作为活性材料的负极、和隔板，以及本发明的上述电解液作为电解液。
(1)正极
正极包括涂布在正极集电器上的正极活性材料层。正极活性材料层可以包括正极活性材料、粘合剂和任选地包括导电材料。
正极集电器没有特别限制，只要其具有高导电性且不会引起电池中的化学变化即可。例如，可以使用不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳、或者表面经碳、镍、钛或银处理的铝或不锈钢。就此而言，正极集电器可以以包括在其表面上具有微细凹凸的膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫或无纺布在内的各种形式进行使用，以增强对正极活性材料的粘合强度。
作为正极活性材料，可以不受限制地使用本领域已知的允许锂可逆的嵌入和脱嵌的化合物。具体地，正极活性材料可以是包括诸如钴、锰、镍或铝的一种或多种金属和锂的锂复合金属氧化物。
锂复合金属氧化物可以包括锂锰基氧化物(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)等)、锂镍钴基氧化物氧化物(例如，LiNi1-Y1CoY1O2(其中0<Y1<1)等)、锂锰钴基氧化物(例如，LiCo1-Y2MnY2O2(其中0<Y2<1)、LiMn2-Z1CoZ1O4(其中0＜Z1＜2)等)、锂镍锰钴基氧化物(例如，Li(NipCoqMnr1)O2(其中0＜p＜1,0＜q＜1,0＜r1＜1,p+q+r1＝1)或Li(Nip1Coq1Mnr2)O4(其中0＜p1＜2,0＜q1＜2,0＜r2＜2,p1+q1+r2＝2)等)、或锂镍钴-过渡金属(M)氧化物(例如，Li(Nip2Coq2Mnr3MS2)O2(其中M是选自由Al、Fe、V、Cr、Ti、Ta、Mg和Mo构成的群组中的一种或多种，p2、q2、r3和s2表示每个独立元素的原子分数且满足0＜p2＜1,0＜q2＜1,0＜r3＜1,0＜s2＜1,p2+q2+r3+s2＝1)等)，可以包括它们中的任一种化合物或它们中的两种以上的混合物。
粘合剂用于电极活性材料和导电材料之间的结合以及相对于集电器的结合。粘合剂的非限制性示例可以包括：聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚甲基丙烯酰胺、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈、聚酰亚胺(PI)、海藻酸(Alginic acid)、海藻酸盐(Alginate)、壳聚糖(Chitosan)、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(SBR)、氟橡胶、它们的各种共聚物等。
导电材料用于进一步提高电极活性材料的导电性。导电材料没有特别限制，只要其具有导电性且不会引起电池中的化学变化即可。例如，导电材料的非限制性示例可以包括：石墨，诸如天然石墨、人造石墨等；炭黑，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑、热炭黑等；导电纤维，诸如碳纤维、金属纤维等；氟化碳粉；金属粉末，诸如铝粉、镍粉等；导电晶须，诸如氧化锌、钛酸钾等；导电金属氧化物，诸如氧化钛等；聚苯衍生物；和类似物。
制造正极的方法没有特别限制。例如，可以通过将活性材料浆料(其为通过将活性材料、粘合剂和任选的导电材料在有机溶剂中进行混合而制备的)施加到集电器上并将其干燥，并且任选地对集电器进行压缩成型以便提高电极密度来制造正极。
作为有机溶剂，优选使用能够使活性材料、粘合剂和导电材料均匀地分散并且可以容易地被蒸发的有机溶剂。具体示例可以包括N-甲基吡咯烷酮、乙腈、甲醇、乙醇、四氢呋喃、水、异丙醇等，但不限于此。
(2)负极
本发明的负极是使用锂金属作为负极活性材料的锂金属负极。用于组装锂金属二次电池的锂金属负极可以仅由集电器构成，可以是镀锂金属集电器的形式，或者可以仅由锂金属构成。
负极集电器没有特别限制，只要其具有高导电性且不会引起电池中的化学变化即可。例如，可以使用不锈钢、铝、镍、钛、煅烧碳、或者表面经碳、镍、钛或银处理的铜或不锈钢、铝-镉合金、或类似物。此外，负极集电器可以以包括在其表面上具有或不具有微细凹凸的膜、片、箔、网、多孔结构、泡沫或无纺布在内的各种形式进行使用。例如，铜箔(Copperfoil)可以用作负极集电器，但不限于此。
集电器的厚度没有特别限制，但是优选为5μm至100μm，且更优选为5μm至50μm。当集电器的厚度小于5μm时，在该工艺中可能难以处理。当集电器的厚度超过100μm时，电池的厚度和重量可能会不必要地增加，因此能量密度可能会降低。因此，就电池性能而言，上述范围是优选的。
当仅由集电器构成的电极用作组装电池的负极时，由于电池组装后的初始充电和放电而从正极转移的锂离子可能会不可逆地镀在负极集电器上，从而形成锂金属层，其可以作为负极活性材料层。
或者，可以从电池组装开始就使用包括锂金属作为活性材料的负极。在这种情况下，将锂金属涂布在负极集电器上的方法没有特别限制。例如，可以使用将锂金属薄膜层压到集电器上然后进行辊压的方法、在集电器上进行锂金属的电镀或化学镀的方法等。就此而言，负极的锂金属层的厚度没有特别限制，但可以为10μm以上、或20μm以上，且50μm以下、或40μm以下。
同时，对于仅由锂金属构成的锂金属负极，其厚度没有特别限制，但可以为10μm以上、或20μm以上，且50μm以下、或40μm以下。
(3)隔板
隔板可以将负极和正极隔开并且可以提供锂离子通过的路径。可以使用锂电池中常用的那些。换言之，可以使用对电解液中的离子迁移具有低阻力和高的电解液保持能力的隔板。例如，隔板可以选自玻璃纤维、聚酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、和它们的组合，其中的每一种都可以是无纺布或机织布。
例如，可以使用聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃基聚合物隔板，或者为了确保耐热性或机械强度可以使用具有包含陶瓷成分或聚合物材料的涂层的隔板。隔板可以具有单层或可以具有多个层。在一个示例性实施方式中，作为隔板，可以使用通过在聚烯烃基聚合物基板的两面上涂布包含陶瓷颗粒和离子粘合剂聚合物的陶瓷涂料制备的隔板。
本发明的锂金属二次电池的制造方法没有特别限制，例如，制备电极组件，其中将正极、隔板和负极依次堆叠，并将该电极组件插入到电池壳体中，然后将根据本发明的电解液注入到壳体的上部，并用盖板和垫圈密封，以制造锂金属二次电池。
如上所述的锂二次电池的类型没有特别限制，例如可以是果冻卷型、堆叠型、堆叠-折叠型(包括堆叠-Z-折叠型)、或层压-堆叠型。
由于锂金属电极和电解质之间的副反应明显地减少，因此制得的锂金属二次电池可以表现出优异的电池寿命特性和高倍率充电性能。
在下文中，将提供优选的示例性实施例以更好地理解本发明。然而，提供以下示例性实施例仅用于说明本发明，并且对于本领域技术人员显而易见的是，在本发明的范围和精神内可以进行各种改变和修改，并且这些改变和修改落入所附权利要求的范围内。
[实施例]
实施例1和2以及比较例1至3：锂金属二次电池的制造
(1)正极的制备
使用NCM 811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)作为正极活性材料、炭黑作为导电材料、和聚偏二氟乙烯(PVdF)作为粘合剂，使用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，以制备正极活性材料浆料，其中活性材料：导电材料：粘合剂的重量比为96:2:2。之后，将正极活性材料浆料涂布在厚度为12μm的铝箔的两个侧面上，并进行辊压和干燥，从而制备负载量为3.8mAh/cm2的正极。
(2)负极的制备
将厚度为12μm的锂金属箔层压在厚度为8μm的铜箔的一侧，并进行辊压，从而制备锂金属负极。
(3)电解液的制备
根据下表1的组成来制备各实施例和比较例的电解液。在下表中，DMC表示碳酸二甲酯(链状碳酸酯)，EC表示碳酸乙烯酯(环状碳酸酯)，FEC表示氟代碳酸乙烯酯，OTE表示1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚。此外，在下表中，锂盐的含量(重量％)表示相对于总计100重量％的电解液的重量％，锂盐的浓度(M)表示每1L电解液中总的溶剂中的锂盐的摩尔数(mol)，每种溶剂的含量表示每种溶剂相对于总计100体积％的电解质溶剂的体积％。
[表1]
(4)电池的组装
将隔板和(2)的负极堆叠在(1)的正极的两侧以制造容量为125mAh的袋型双电池，其中它们以负极/隔板/正极/隔板/负极的顺序进行堆叠。就此而言，使用其中将厚度为2.5μm的氧化铝涂布在厚度为7μm的聚乙烯织物的两侧上的隔板作为隔板。
将每一份200μl(1.6ul/mAh)的(3)中制得的电解液注入袋中以分别制造实施例1和2以及比较例1至5的电池。
试验例：在室温(25℃)和高温(45℃)下的寿命特性的评估
对于各实施例和比较例的电池，于25℃以0.2C/2.0C的标准充放电电流密度、4.25V的最终充电电压和2.5V的最终放电电压重复进行充电和放电。此时，记录由公式1表示的容量保持率为80％时的循环，并示于下表2中。此外，对实施例2和比较例1的电池于45℃进行同样的实验，且结果示于下表2中。
[公式1]
容量保持率(％)＝(第n次循环的放电容量/第一次循环的放电容量)×100
[表2]
参考表2和图1至图2，确认了，与比较例1的电解液相比，各实施例的包括OTE的电解液在室温和高温下均表现出明显提高的寿命特性。然而，比较例2显示，过量的OTE并不能确保提高寿命的效果。与实施例2和比较例3相比，确认了当在应用OTE的电解液中使用环状溶剂而不是链状溶剂时，寿命特性明显地降低。同时，比较例4表明，当以2.0M以下的低浓度使用锂盐时，正极集电器(铝)发生腐蚀，并且高温下的寿命性能大大降低。相比之下，比较例5表明，当以超过4.0M的过高浓度使用锂盐时，不能确保电解液的浸渍性，因此室温和高温下的寿命性能均不能正常表现。
Claims (11)
1.一种用于锂金属二次电池的电解液，所述电解液包括锂盐和非水溶剂，其中所述锂盐的浓度大于2.0M至4.0M以下，和
其中所述锂盐包括双(氟磺酰)亚胺锂，
所述非水溶剂包括1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚；环状氟化碳酸酯类溶剂；和选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂，并且
所述1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚以相对于总计100体积％所述非水溶剂的32体积％以下的量被包括。
2.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙醚以相对于总计100体积％所述非水溶剂的10体积％至30体积％的量被包括。
3.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述环状氟化碳酸酯类溶剂以相对于总计100体积％所述非水溶剂的5体积％至30体积％的量被包括。
4.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述环状氟化碳酸酯类溶剂为选自由氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯和三氟代甲基碳酸乙烯酯构成的群组中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述链状碳酸酯为选自由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯构成的群组中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述链状酯为选自由乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯构成的群组中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述链状醚为选自由二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲乙醚、甲丙醚和乙丙醚构成的群组中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述选自由链状碳酸酯、链状酯和链状醚溶剂构成的群组中的一种或多种溶剂为选自由碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、二甲醚和二乙醚构成的群组中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述双(氟磺酰)亚胺锂以相对于所述电解液的总重量的20重量％至50重量％的量被包括。
10.根据权利要求1所述的用于锂金属二次电池的电解液，其中所述锂盐的浓度为2.1M至3.0M。
11.一种锂金属二次电池，包括：正极；锂金属负极；插置于所述正极和所述负极之间的隔板；和权利要求1至10中任一项所述的电解液。
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