CN116648803A - 用于锂电池的电解质和包括其的锂电池 - Google Patents

用于锂电池的电解质和包括其的锂电池 Download PDF

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Abstract

公开了用于锂电池的电解质和包括其的锂电池。用于锂电池的电解质可包括：锂盐；非水有机溶剂；和包括由式1表示的化合物的添加剂。

Description

用于锂电池的电解质和包括其的锂电池
技术领域
本公开涉及用于锂电池的电解质和包括其的锂电池。
背景技术
锂电池的每单位重量的能量密度比现有技术中的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的每单位重量的能量密度高三倍，并且可以高速度进行充电。
因为锂二次电池在高驱动电压下操作，所以不能使用与锂具有高反应性的水性电解液。相反，有机电解液通过存在于锂二次电池中。通过将锂盐溶解在非水有机溶剂中来制备有机电解液。对于用作非水有机溶剂，优选在高电压下稳定并且具有高离子导电性和介电常数以及低粘度的材料。
然而，由于电解质和负电极/正电极之间的副反应，使用有机电解液作为用于锂二次电池的电解质可能造成锂二次电池的容量和寿命特性的劣化。
为了补偿这一点，在用于锂二次电池的电解质中使用添加剂。然而，迄今为止使用的添加剂不能在零下的低温和高温之间的宽温度范围内提供足够的电池的容量和寿命特性。
因此，仍需要用于锂电池的电解质和包括其的锂电池，电解质能够在零下的低温和高温之间的宽温度范围内提供足够的电池的容量和寿命特性。
发明内容
技术问题
一个方面提供了用于锂电池的电解质，其包括新的电解质添加剂。
另一方面提供了包括电解质的锂电池。
问题解决方案
根据本公开的方面，用于锂电池的电解质包括：
锂盐；
非水有机溶剂；和
包括由式1表示的化合物的添加剂：
式1
其中，在式1中，
X1和X2可各自独立地为-O-或-N-；
Y可为卤原子或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；并且
R1、R2、R3、R4、R5和R6可各自独立地为取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C3-C10炔基、取代的或未取代的C3-C20环烷基、取代的或未取代的C6-C50芳基、取代的或未取代的C6-C50烷基芳基或者取代的或未取代的C6-C50杂芳基。
由式1表示的化合物可由式2表示：
式2
其中，在式2中，
Y’可为卤原子或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；并且
R’1、R’2、R’3、R’4、R’5和R’6可各自独立地为取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C3-C20环烷基、取代的或未取代的C6-C50芳基或者取代的或未取代的C6-C50烷基芳基。
由式1表示的化合物可由式3表示：
式3
其中，在式3中，
Y”可为卤原子；并且
Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf可各自独立地为未取代的C1-C10烷基、被卤原子取代的C1-C10烷基、未取代的C2-C10烯基、被卤原子取代的C2-C10烯基、未取代的C6-C50烷基芳基或被卤原子取代的C6-C50烷基芳基。
由式1表示的化合物可由式4～式12表示：
基于电解质的总重，添加剂的量的可在0.01wt％～10wt％的范围内。
电解质可进一步包括环状碳酸酯类化合物，并且
环状碳酸酯类化合物可选自：碳酸氟代亚乙酯(FEC)；被选自卤原子、氰基(CN)和硝基(NO2)中的至少一个取代基取代的FFC；碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)；被选自卤原子、CN和NO2中的至少一个取代基取代的VEC；碳酸亚乙烯酯(VC)；和被选自卤原子、CN和NO2中的至少一个取代基取代的VC。
电解质可进一步包括选自磺内酯类化合物、氮化物类化合物和氰化物类化合物中的至少一种。
磺内酯类化合物可为：磺内酯；或被选自卤原子、氰基、硝基、三氟甲磺酸基、五氟乙磺酰基(SO2C2F5)、五氟苯基(C6F5)、甲磺酰基(SO2CF3)、苯基磺酰基(SO2Ph)和甲基酯基(COOCH3)中的至少一个取代基取代的丙烷磺内酯。
氮化物类化合物可为琥珀腈。
氰化物类化合物可为1,3,6-己烷三氰化物(HTCN)或1,2,6-(HTCN)。
基于电解质的总重，磺内酯类化合物、氮化物类化合物或氰化物类化合物的量可在0.01wt％～5wt％的范围内。
锂盐可包括选自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中2≤x≤20并且2≤y≤20)、LiCl和LiI中的至少一种。
非水有机溶剂可包括选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、碳酸亚丁酯、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸乙酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-戊内酯、γ-丁内酯和四氢呋喃中的至少一种。
根据另一方面，锂电池包括：
包括正电极活性物质的正电极；
包括负电极活性物质的负电极；以及
设置在正电极和负电极之间的电解质。
负电极活性物质可包括碳类材料、硅类材料或硅碳类复合物。
负电极活性物质可包括非晶、板状、薄片状、球形或纤维石墨，诸如天然石墨或人造石墨。
锂电池可进一步包括在正电极和负电极之间的隔膜。
发明的有益效果
根据一个方面的用于锂电池的电解质包括包含由式1表示的化合物的添加剂。包括电解质的锂电池可在零下的低温(-10℃)和高温(45℃)具有改善的放电容量(比率)和寿命特性。
附图说明
图1为根据实施方式的锂电池的示意图。
具体实施方式
下文，将参考本公开的实施方式和附图详细地描述用于锂电池的电解质和包括其的锂电池。仅通过举例的方式呈现这些实施例，以更详细地解释本公开，并且对于本领域技术人员显而易见的是，本公开的范围不受这些实施例的限制。
除非以其他方式限定，否则在本说明书中使用的所有技术术语和科技术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。在冲突的情况下，以包括定义的本说明书为准。
尽管在本公开的实践或测试中可使用与在本文中描述的方法和材料类似或等效的方法和材料，但是在本文中描述了适当的方法和材料。除非在上下文中有明显不同的含义，否则以单数使用的表述囊括复数的表述。
将进一步理解，术语“包括”或“包含”当在本说明书中使用时，指出存在叙述的特征、区、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、区、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。
如在本文中使用的，术语“其组合”意指前述元件中的一个或多个的混合物或组合。
如在本文中使用的，术语“和/或”意指包括与其相关列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。如在本文中使用的，术语“或”意指“和/或”。在本说明书的组件前面使用的表述“至少一个”或“一个或多个”意指补充所有组件的列表，并且不意指补充本描述的单个组件。
在附图中，可被放大或夸大厚度，以清楚地阐释各个层和区。遍及附图和下述描述，相同的附图标记可指相同的元件。将理解，当一个元件、层、膜、部分、薄片等称为“在另一个元件上”时，其可直接在另一个元件上，或者中间元件可存在于其间。尽管术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。
根据实施方式的用于锂电池的电解质可包括：锂盐；非水有机溶剂；和包括由式1表示的化合物的添加剂：
式1
其中，在式1中，
X1和X2可各自独立地为-O-或-N-；
Y可为卤原子或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；并且
R1、R2、R3、R4、R5和R6可各自独立地为取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C3-C10炔基、取代的或未取代的C3-C20环烷基、取代的或未取代的C6-C50芳基、取代的或未取代的C6-C50烷基芳基或者取代的或未取代的C6-C50杂芳基。
根据实施方式的用于锂电池的电解质可包括作为添加剂的由式1表示的化合物。化合物可为具有对称结构的添加剂，其中甲硅烷基位于磷(P)元素和氧(O)元素形成双键(-P＝O)的中心的两侧。使用包括添加剂的电解质的锂电池可在零下的低温(-10℃)和高温(45℃)下具有改善的放电容量(比率)和寿命特性。
下面将详细地描述通过将由式1表示的化合物作为添加剂添加至用于锂电池的电解质中来改善锂电池在零下的低温(-10℃)和高温(45℃)下的放电容量(比率)和寿命特性。然而，下面的描述是为了帮助理解本公开，并且不是为了将本公开的范围限于此。
当由式1表示的化合物作为添加剂包括在电解质中时，可在正电极的表面上形成正极电解质界面(CEI)膜。CEI膜与包括在正电极活性物质中的金属氧化物的金属离子强烈相互作用，使得在电解质和正电极之间的界面处的反应中心可被完全覆盖而失活。另外，CEI膜可通过防止电解质中包括的溶剂的氧化来防止副产物诸如气体或/和HF的生成，并且还可防止正电极活性物质中包括的金属氧化物的金属离子的溶出。相应地，在包括电解质的锂电池中，降低了电解质和正电极之间的界面处的电阻，使得可改善锂离子传导率，同时可增加低温放电电压。结果，锂电池可具有改善的循环稳定性和倍率性能。
另外，添加剂可具有对称结构，其中甲硅烷基位于磷(P)元素和氧(O)元素形成双键(-P＝O)的中心的两侧。与具有甲硅烷基仅位于一侧的结构的添加剂相比，这种添加剂可具有高浓度的甲硅烷基。在负电极的表面上，可形成高极性且稳定的固体电解质界面(SEI)膜。可降低电解质和负电极之间的界面处的电阻，使得可改善锂离子传导率，同时可增加低温放电电压。
例如，由式1表示的化合物可包括由式2表示的化合物：
式2
其中，在式2中，
Y’可为卤原子或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；并且
R’1、R’2、R’3、R’4、R’5和R’6可各自独立地为取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C3-C20环烷基、取代的或未取代的C6-C50芳基或者取代的或未取代的C6-C50烷基芳基。
例如，由式1表示的化合物可包括由式3表示的化合物：
式3
其中，在式3中，
Y”可为卤原子；并且
Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf可各自独立地为未取代的C1-C10烷基、被卤原子取代的C1-C10烷基、未取代的C2-C10烯基、被卤原子取代的C2-C10烯基、未取代的C6-C50烷基芳基或被卤原子取代的C6-C50烷基芳基。
例如，由式1表示的化合物可包括由式4～式12表示的化合物：
基于电解质的总重，添加剂的量可在0.01wt％～10wt％的范围内。例如，基于电解质的总重，添加剂的量可在0.01wt％～9wt％、0.01wt％～8wt％、0.01wt％～7wt％、0.01wt％～6wt％、0.01wt％～5wt％、0.01wt％～4wt％、0.01wt％～3wt％或0.01wt％～2wt％的范围内。通过包括在以上范围内的电解质，锂电池可在零下的低温(-10℃)和高温(45℃)具有改善的放电容量(比率)和寿命特性。
电解质可进一步包括环状碳酸酯类化合物，并且环状碳酸酯类化合物可选自：碳酸氟代亚乙酯(FEC)；被选自卤原子、氰基(CN)和硝基(NO2)中的至少一个取代基取代的FEC；碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)；被选自卤原子、CN和NO2中的至少一个取代基取代的VEC；碳酸亚乙烯酯(VC)；和被选自卤原子、CN和NO2中的至少一个取代基取代的VC。
基于电解质的总重，环状碳酸酯类化合物的量的可在0.01wt％～10wt％的范围内。例如，基于电解质的总重，环状碳酸酯类化合物的量可在0.1wt％～10wt％或0.5wt％～10wt％的范围内。
通过在环状碳酸酯类化合物和负电极活性物质或负电极表面之间的反应形成的SEI膜可具有更柔软的特性。相应地，可进一步改善锂电池的寿命特性。
电解质可进一步包括选自磺内酯类化合物、氮化物类化合物和氰化物类化合物中的至少一种，其中磺内酯类化合物可包括：丙烷磺内酯；或被选自卤原子、氰基、硝基、三氟甲磺酰基、五氟乙磺酰基(SO2C2F5)、五氟苯基(C6F5)、甲烷磺酰基(SO2CF3)、苯基磺酰基(SO2Ph)和甲基酯基(COOCH3)中的至少一个取代基取代的丙烷磺内酯，氮化物类化合物可包括琥珀腈，并且氰化物类化合物可包括1,3,6-己烷三氰化物(HTCN)或1,2,6-HTCN。
基于电解质的总重，磺内酯类化合物、氮化物类化合物或氰化物类化合物的量的可在0.01wt％～10wt％的范围内。例如，基于电解质的总重，磺内酯类化合物、氮化物类化合物或氰化物类化合物的量可在0.1wt％～10wt％、0.5wt％～10wt％或1wt％～10wt％的范围内。当磺内酯类化合物或/和氮化物类化合物进一步添加至电解质中时，可降低负电极的界面电阻，并且改善热稳定性，因此可进一步改善锂电池在高温下的寿命特性。当氰化物类化合物进一步添加至电解质时，可减少锂电池的厚度，相应地，可改善电池对热冲击的稳定性。
锂盐可包括选自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(其中2≤x≤20并且2≤y≤20)、LiCl和LiI中的至少一种。在电解质中，锂盐的浓度可在0.01M～2.0M的范围内，但是不必限于此。可根据需要使用适当的浓度。在以上浓度范围内，可进一步改善电池性能。
非水有机溶剂可包括选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、碳酸亚丁酯、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸乙酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-戊内酯、γ-丁内酯和四氢呋喃中的至少一种。然而，示例不限于此，并且可使用本领域中可得到的任何非水有机溶剂。
电解质可为液态或凝胶态。
根据另一实施方式的锂电池可包括：包括正电极活性物质的正电极；包括负电极活性物质的负电极；以及设置在正电极和负电极之间的电解质。不特别限制锂电池的形状，并且锂电池，诸如锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂硫电池等，也可包括锂一次电池。
通过包括电解质，锂电池可在零下的低温(-10℃)和高温(45℃)下具有改善的放电容量(比率)和寿命特性。
例如，正电极活性物质可选自由下述式表示的化合物：LiaA1-bD’bE2(其中0.90≤a≤1.8并且0≤b≤0.5)；LiaG1-bD’bO2-cEc(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5并且0≤c≤0.05)；LiG2-bD’bO4-cEc(其中0≤b≤0.5并且0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobD’cEα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α≤2)；LiaNi1-b-cCobD’cO2-αJα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNi1-b-cCobD’cO2-αJ2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbD’cEα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbD’cO2-αJα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNi1-b- cMnbD’cO2-αJ2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNibGcLdO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5并且0.001≤d≤0.2)；LiaNibGcO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9并且0≤c≤0.5)；LiaNibCocMndLeO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5并且0.001≤e≤0.2)；LiaNibCocMndO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5并且0≤d≤0.5)；LiaNiLbO2(其中0.90≤a≤1.8并且0.001≤b≤0.2)；LiaCoLbO2(其中0.90≤a≤1.8并且0.001≤b≤0.2)；LiaMnLbO2(其中0.90≤a≤1.8并且0.001≤b≤0.2)；LiaMn2LbO4(其中0.90≤a≤1.8并且0.001≤b≤0.2)；LiaMn2O4(其中0.90≤a≤1.8)；MO2；MS2；LiMS2；V2O5；LiV2O5；LiQO2；LiNiVO4；Li(3-f)T’2(PO4)3(其中0≤f≤2)；Li(3-f)Fe2(PO4)3(其中0≤f≤2)；和LiFePO4。
在上述式中，A可选自由下述组成的组中：镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、和其组合，D’可选自铝(Al)、Ni、Co、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)、镁(Mg)、锶(Sr)、钒(V)、稀土元素和其组合，E可选自由下述组成的组中：氧(O)、氟(F)、硫(S)、磷(P)和其组合，G可选自由下述组成的组中：Co、Mn和其组合，J可选自由下述组成的组中：F、S、P和其组合，L可为选自由下述组成的组中的过渡金属或镧族元素：Mg、钙(Ca)、Sr、钡(Ba)、镭(Ra)、钪(Sc)、钇(Y)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、(Rf)、V、铌(Nb)、钽(Ta)、钍(Db)、Cr、钼(Mo)、钨(W)、/>(Sg)、锝(Tc)、铼(Re)、/>(Bh)、Fe、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)、Al、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、P、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、S、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)、Mn、镧(La)、铈(Ce)和其组合，M可选自由下述组成的组中：Ti、Mo、Mn和其组合，Q可选自由下述组成的组中：Cr、V、Fe、Sc、Ti、Y和其组合，并且T’可选自由下述组成的组中：V，Cr、Mn、Co、Ni、Cu和其组合。详细地，正电极活性物质可为LiCoO2。
负电极活性物质可包括碳类材料、硅类材料或硅碳类复合物。
碳类材料可为结晶碳、非晶碳或其混合物。结晶碳可为非晶、板状、薄片状、球形或纤维石墨，诸如天然石墨或人造石墨，并且非晶碳可包括软碳(低温煅烧炭)、硬碳(硬碳)、中间相沥青碳化物和煅烧焦炭等。
硅类材料可包括硅颗粒、硅合金颗粒或/和硅纳米线。例如，硅类材料可包括硅颗粒，并且其平均粒径可在50nm～150nm的范围内。
硅碳类复合物可为其中硅纳米颗粒设置在碳类化合物上的复合物、其中硅颗粒包括在表面上并且在碳类化合物内部的复合物或其中硅颗粒被碳类化合物涂布以包括在碳类化合物内部的复合物。硅碳类复合物的碳类化合物可为石墨、石墨烯、石墨烯氧化物或其组合。
例如，负电极活性物质可包括通过将平均颗粒为约200nm或更小的硅纳米颗粒分散在碳类化合物颗粒上并且用碳涂布而获得的活性物质，或包括在石墨上和在石墨内部的硅颗粒的活性物质等。硅纳米颗粒可具有在50nm～150nm的范围内的平均粒径。硅碳类复合物可具有，例如，在1μm～20μm的范围内的平均粒径。包括负电极活性物质的锂电池可具有进一步改善的初始效率、容量和寿命特性。
可通过下述方法制备锂电池。
首先，制备正电极。
正电极可，例如，根据下述方法制备，但是制备方法不必限于此并且可以调整到所要求的条件。
首先，正电极活性物质组合物可通过混合前述的正电极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂来制备。制备的正电极活性物质组合物可直接涂布在铝集流体上并且干燥，以形成提供有正电极活性物质层的正电极板。可选地，通过将正电极活性物质组合物浇铸在单独的载体上并且将其与载体分开而获得的膜可层压在铝集流体上以制备正电极板，正电极活性物质层形成在正电极板上。
导电材料的示例可为：炭黑、石墨微粒、天然石墨、人造石墨、乙炔黑、科琴黑、碳纤维；碳纳米管；铜、镍、铝和银等的金属粉末、金属纤维或金属管；和导电聚合物，诸如聚亚苯基衍生物。然而，实施方式不限于此，并且可使用本领域中可得到的任何适当的导电材料。
粘结剂的示例为偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯(PTFE)、前述的聚合物的混合物、苯乙烯丁二烯-橡胶聚合物等，并且溶剂的示例为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、水等。然而，实施方式不限于此，并且可使用本领域中可得到的任何粘结剂和溶剂。
通过进一步将增塑剂或成孔剂添加至正电极活性物质组合物，可在电极板内部形成孔。
正电极中使用的正电极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂的量可为锂电池中常用的水平。取决于锂电池的用途和配置，可省略导电材料、粘结剂和溶剂中的一种或多种。除了前述的正电极活性物质之外，正电极活性物质可进一步包括下面描述的正电极活性物质。
正电极活性物质可为含锂金属氧化物，并且可使用本领域中可得到的任何材料。例如，可使用锂以及选自Co、Mn、Ni和其组合的金属中的至少一种复合氧化物，并且其具体示例可为由下述式中的一个表示的化合物：LiaA1-bB’bD’2(其中0.90≤a≤1并且0≤b≤0.5)；LiaE1-bB’bO2-cD’c(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5并且0≤c≤0.05)；LiE2-bB’bO4-cD’c(其中0≤b≤0.5并且0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobB’cD’α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α≤2)；LiaNi1-b-cCobB’cO2-αF’α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNi1-b-cCobB’cO2-αF’2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbB’cD’α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbB’cO2-αF’α(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbB’cO2-αF’2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05并且0<α<2)；LiaNibEcGdO2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，并且0.001≤d≤0.1.)；LiaNibCocMndGeO2(其中0.90≤a≤1，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，并且0.001≤e≤0.1)；LiaNiGbO2(其中0.90≤a≤1并且0.001≤b≤0.1)；LiaCoGbO2(其中0.90≤a≤1并且0.001≤b≤0.1)；LiaMnGbO2(其中0.90≤a≤1并且0.001≤b≤0.1)；LiaMn2GbO4(其中0.90≤a≤1并且0.001≤b≤0.1)；QO2；QS2；LiQS2；V2O5；LiV2O5；LiI’O2；LiNiVO4；Li(3-f)J2(PO4)3(其中0≤f≤2)；Li(3-f)Fe2(PO4)3(其中0≤f≤2)；和LiFePO4。
在表示该化合物的上述式中，A可为Ni、Co、Mn或其组合；B’可为Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素或其组合；D可为O、F，S、P或其组合；E可为Co、Mn或其组合；F’可为F、S、P或其组合；G可为Al、Cr、Mn、Fe、Mg、La、Ce、Sr、V或其组合；Q可为Ti、Mo，Mn或其组合；I’可为Cr、V、Fe、Sc、Y或其组合；并且J可为V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu或其组合。
例如，正电极活性物质可包括LiCoO2、LiMngO2g(其中g为1或2)、LiNi1-g-kCogAlkO2(其中0<g<1并且0<k≤0.5)、LiNi1-g-kCogMnkO2(0≤g≤0.5，0≤k≤0.5)或LiFePO4。
也可使用其中涂层另外提供在前述化合物的表面上的化合物，并且也可使用前述的化合物和另外提供有涂层的化合物的混合物。另外提供在前述的化合物的表面上的涂层可包括，例如，涂层元素化合物，诸如涂层元素的氧化物、涂层元素的氢氧化物、涂层元素的羟基氧化物、涂层元素的氧碳酸盐或涂层元素的碱式碳酸盐。构成涂层的化合物可为非晶或结晶的。涂层中包括的涂层元素可为Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr或其混合物。可在不会不利地影响正电极活性物质的物理特性的范围内选择形成涂层的方法。涂布方法可为，例如，喷涂、浸渍方法等。将省略涂布方法的详细描述，因为本领域技术人员可很好地理解。
接下来，如下制备负电极。负电极可，例如，以与正电极相同的方式制备，只是使用前述的负电极活性物质代替正电极活性物质。另外，在负电极活性物质组合物中，可使用与正电极制备中使用的基本上相同的导电材料、粘结剂和溶剂。
例如，可将负电极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂混合以制备负电极活性物质组合物。然后可将负电极活性物质组合物直接涂布在铜集流体上以制备负电极板。可选地，通过将负电极活性物质组合物浇铸在单独的载体上并且将其与载体分开而获得的负电极活性物质膜可层压在铜集流体上以制备负电极板。
作为负电极活性物质，可使用除前述的负电极活性物质之外并且在锂电池领域中可得到的任何适当的负电极活性物质。例如，负电极活性物质可包括选自锂金属、能够与锂形成合金的金属、过渡金属氧化物、非过渡金属氧化物和碳类材料中的至少一种。
能够与锂形成合金的金属的示例为Si、Sn、Al、Ge、铅(Pb)、Bi、Sb、Si-Y’合金(其中Y’为碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、过渡金属、稀土元素或其组合，并且Y’不为Si)和Sn-Y’合金(其中Y’为碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、过渡金属、稀土元素或其组合，并且Y’不为Sn)。元素Y’可为，例如，Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、Rf、V、Nb、Ta、Db、Cr、Mo、W、Sg、Tc、Re、Bh、Fe、Pb、Ru、Os、Hs、Rh、Ir、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ga、Sn、In、Ti、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po或其组合。
过渡金属氧化物可包括，例如，锂钛氧化物、钒氧化物、锂钒氧化物等。
非过渡金属氧化物可为，例如，SnO2、SiOx(其中0<x<2)等。
碳类材料可为，例如，结晶碳、非晶碳或其混合物。结晶碳可为，例如，非晶、板状、薄片状、球形或纤维石墨，诸如天然石墨或人造石墨。非晶碳可为，例如，软碳(低温烧结碳)或硬碳、中间相沥青碳化物、烧结的焦炭等。
负电极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂的量可为锂电池中常用的水平。根据锂电池的用途和配置，可省略导电材料、粘结剂和溶剂中的一种或多种。
接下来，制备待设置在正电极和负电极之间的隔膜。
隔膜可为二次电池中常用的任何适当的隔膜锂。对于作为隔膜的用途，可使用对离子在电解质中的移动具有低阻力并且具有卓越的电解质润湿性的材料。例如，隔膜可选自玻璃纤维、聚酯、特氟龙、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)和其组合，并且可为非纺织物或纺织物的任何形式。例如，包括聚乙烯或聚丙烯等的可卷曲的隔膜可用于锂离子电池，并且具有卓越的电解质浸渍性的隔膜可用于锂离子聚合物电池。例如，隔膜可通过下述方法制备。
隔膜组合物可通过混合聚合物树脂、填料和溶剂来制备。然后，隔膜组合物可直接涂布在电极上，并且然后干燥以形成隔膜。可选地，隔膜组合物可浇铸在载体上，并且然后干燥以形成隔膜。然后可将膜与载体分开，并且层压在电极上以形成隔膜。
不特别限制制备隔膜中使用的聚合物，并且可使用任何可用作用于电极板的粘结剂的材料。例如，可使用偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、PVDF、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯或其混合物。
接下来，制备前述的电解质。
除了前述的电解质之外，电解质可进一步包括有机固体电解质或/和无机固体电解质。
例如，作为有机固体电解质，可使用聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚氧化丙烯衍生物、磷酸酯聚合物、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚氟化乙烯等。
例如，固体电解质可为硼氧化物、锂氮氧化物等，但不限于此。可使用本领域中可得到的任何适当的固体电解质。无机固体电解质可，例如，通过诸如溅射等的方法形成在负电极上，或分开的固体电解质薄片可层压在负电极上。
如图1中示出的，锂电池1包括正电极3、负电极2和复合物隔膜4。正电极3、负电极2和复合物隔膜4可卷绕或折叠以容纳在电池壳体5中。然后，电池壳体5可充满电解质，并且用盖组件6密封，从而完成锂电池1的制造。电池壳体5可为圆柱形，但是电池壳体5的形状不必限于此。例如，电池壳体5可为正方形型、薄膜型等。
例如，袋型锂电池可包括至少一个电池组件。隔膜4可设置在正电极3和负电极2之间以形成电池组件。电池组件可层压为双电芯结构，用有机电解质浸渍，并且容纳和密封在袋中以完成袋型锂电池的制造。将多个电池组件堆叠以形成电池组，并且该电池组可用于需要高容量和高输出的所有类型的装置中。例如，袋型锂电池可用于膝上型计算机、智能电话、电动车辆等。
因为锂电池具有卓越的寿命特性和卓越的高倍率特点，所以锂电池可用于，例如，电动车辆(EV)。例如，锂电池可用于混合动力车辆，诸如插电式混合电动车辆(PHEV)。另外，锂电池可适用于需要高功率存储的领域。例如，锂电池可用于电动自行车、电动工具等。
在本说明书中，表述“Ca-Cb”的a和b指具体的官能团的碳原子的数量。即，官能团可包括a～b个碳原子。例如，术语“C1-C4烷基”指具有1～4个碳原子的烷基，并且其示例为CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH-、CH3CH2CH2CH2-、CH3CH2CH(CH3)-和(CH3)3C-。
取决于上下文，用于特定的自由基的命名法可包括单自由基或二自由基。例如，当取代基要求两个键连接到分子的其余部分，取代基应理解为双基。例如，为需要两个键的烷基指定的取代基包括双基，诸如-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等。其他自由基的命名法，诸如“亚烷基”清楚地表明该自由基为双基。
在本说明书中，术语“烷基”或“亚烷基”指支链或非支链的脂族烃基。在实施方式中，烷基可为取代的或未取代的。烷基的示例为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、环丙基、环戊基、环己基和环庚基等，但是实施方式不限于此。这些取代基中的每一个可为选择性取代的或未取代的。在实施方式中，烷基可包括1～6个碳原子。C1-C6烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基、3-戊基和己基等，但是实施方式不限于此。
在本说明书中，术语“环烷基”指完全饱和的碳环或环系统。例如，环烷基可为环丙基、环丁基、环戊基或环己基。
在本说明书中，术语“烯基”指具有至少一个碳-碳双键和2～20个碳原子的烃基，并且其示例为乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、环丙烯基、环戊烯基、环己烯基和环庚烯基等，但是实施方式不限于此。在实施方式中，烯基可为取代的或未取代的。在实施方式中，烯基可包括2～40个碳原子。
在本说明书中，术语“炔基”指包括2～20个碳原子和至少一个碳-碳三键的烃基，并且其示例为乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基和2-丁炔基等。然而，实施方式不限于此。在实施方式中，炔基可为取代的或未取代的。在实施方式中，炔基可包括2～40个碳原子。
在本说明书中，术语“芳族”指具有缀合的π电子体系的环或环系统，并且其示例为碳环芳族基(例如，苯基)和杂环芳族基(例如，吡啶)。术语包括单环或稠合多环(即，共享相邻原子对的环)，只要整个环系统是芳族的。
在本说明书中，术语“芳基”指其中环骨架仅包括碳原子的芳环或环系统(即，共享两个相邻碳原子的两个或更多个稠环)。当芳基为环系统时，系统中的每个环为芳族的。例如，芳基可为苯基、联苯基、萘基、菲基或稠四苯基等，但是实施方式不限于此。芳基可为取代的或未取代的。
在本说明书中，术语“杂芳基”指具有一个环或多个稠环的芳环系统，其中至少一个环原子为非碳的杂原子。在稠环系统中，一个或多个杂原子可仅存在于一个环中。例如，杂原子可包括氧、硫和氮，但是不必限于此。例如，杂芳基可为呋喃基、噻吩基、咪唑基、喹唑啉基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、吡啶基、吡咯基、噁唑基、吲哚基等，但是实施方式不限于此。
在本说明书中，术语“芳烷基”或“烷基芳基”指作为取代基经亚烷基连接的芳基，诸如C7-C14芳烷基，并且其示例为苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基或萘基烷基，但不限于此。在实施方式中，亚烷基指低级亚烷基(即，C1-C4亚烷基)。
在本说明书中，术语“环烯基”指具有至少一个双键的碳环或环系统，并且是不具有芳环的环系统。例如，环烯基可为环己烯基。
在本说明书中，术语“杂环基”指在环骨架中具有至少一个杂原子的非芳环或环系统。
在本说明书中，术语“卤素”指属于元素周期表第17族的稳定元素，并且例如，可为氟、氯、溴或碘，并且特别可为氟和/或氯。
在本说明书中，取代基通过用未取代的母基中的其他原子或官能团交换至少一个氢而得到的。除非以其他方式叙述，否则当官能团被认为是“取代的”时，官能团被认为被选自C1-C40烷基、C2-C40烯基、C3-C40环烷基、C3-C40环烯基、C1-C40烷基和C7-C40芳基的至少一个取代基取代。当官能团被描述为“选择性取代”时，官能团被认为被前述的取代基取代。
通过下面的实施例和对比例更详细地公开本公开。然而，下述实施方式仅用于阐释性目的并且不应解释为限制本公开的范围。
(添加剂的合成)
实施例1的合成：式5的化合物(双(二甲基乙烯基甲硅烷基)氟代磷酸酯))
如下合成式5的化合物。
在25℃(室温)下，将氟代磷酸钠(9.96g，0.07mol)添加至氯(二甲基)乙烯基甲硅烷(25.05g，0.21mol)。将DMF(35ml)添加至反应混合物，并且然后在25℃下搅拌20小时。随后，过滤白色沉淀物，并且通过分级蒸馏纯化滤液以获得无色油(9.5g，50％)。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝0.37(s，12H)，5.85-5.91(dd，2H)，6.06-6.19(m，4H)。
19F NMR(376.17MHz，CDCl3)δ＝-71.96(d，1JFP＝935Hz)。
31P NMR(161.83MHz，CDCl3)δ＝-26.0(d，1JFP＝935Hz)。
式5
合成例2：式13的化合物(O,O-二乙基N-甲基N-(三甲基甲硅烷基)氨基磷酸酯)
如下合成式13的化合物。
在25℃(室温)下，将氟磷酸二乙酯(4.66g，0.027mol)缓慢添加至N,N-双(三甲基甲硅烷基)甲胺(5.26g，0.03mol)。将反应混合物在25℃下搅拌24小时。蒸馏后，获得为无色液体的所得产物(4.56g，70％)。
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝0.20(s，9H)，1.27(t，6H)，2.55(d，3H)，3.89-4.01(m，4H)。
31P NMR(161.83MHz，CDCl3)δ＝-11.96。
式13
(电解质的制备)
实施例1：0.25wt％的式5的化合物和5wt％的FEC
将1.2M LiPF6添加至其中碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、丙酸乙酯(EP)和丙酸丙酯(PP)以2:1:4:3的体积比混合的溶剂中。然后，将5wt％的碳酸氟代亚乙酯(FEC)和0.25wt％的根据合成例1合成的式5的化合物添加至混合溶剂中以制备电解质。
实施例2：0.5wt％的式5的化合物
以与实施例1相同的方式制备电解质，只是将0.5wt％的根据合成例1合成的式5的化合物添加至混合溶剂中。
实施例3：1wt％的式5的化合物
以与实施例1相同的方式制备电解质，只是将1wt％的根据合成例1合成的式5的化合物添加至混合溶剂中。
实施例4：2wt％的式5的化合物
以与实施例1相同的方式制备电解质，只是将2wt％的根据合成例1合成的式5的化合物添加至混合溶剂中。
比较例1
将1.2M LiPF6添加至其中EC、PC、EP和PP以2:1:4:3的体积比混合的溶剂中以制备电解质。
比较例2：1wt％的式13的化合物
以与实施例1相同的方式制备电解质，只是将1wt％的根据合成例2合成的式13的化合物添加至混合溶剂中。
比较例3：2wt％的式13的化合物
以与实施例1相同的方式制备电解质，只是将2wt％的根据合成例2合成的式13的化合物添加至混合溶剂中。
(锂二次电池的制备)
实施例5
将98wt％的人造石墨、1wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和1wt％的羧基甲基纤维素(CMC)混合，添加至蒸馏水，然后通过使用机械搅拌器搅拌60分钟以制备用于负极活性物质浆料的浆料。通过使用刮刀将制备的浆料在10μm厚的铜集流体上涂布至约60μm的厚度，在100℃的热风干燥器中干燥0.5小时，在120℃的真空条件中再次干燥4小时，并且然后辊压以制备负电极。
将97wt％的LiCoO2(LCO)、0.5wt％的作为导电材料的人造石墨粉末、0.8wt％的科琴黑、0.2wt％的丙烯腈橡胶和1.5wt％的聚偏二氟乙烯(PVdF)混合，添加至N-甲基-2-吡咯烷酮，然后通过使用机械搅拌器搅拌30分钟以制备用于正电极活性物质的浆料。通过使用刮刀将制备的浆料在20μm厚的铜集流体上涂布至约60μm的厚度，在100℃的热风干燥器中干燥0.5小时，在120℃的真空条件中再次干燥4小时，然后辊压以制备正电极。
为了用作隔膜，使用14μm厚的聚乙烯隔膜，在该隔膜上，在正电极上涂布陶瓷，并且为了用作电解质，使用根据实施例1制备的电解质以制备圆柱型锂二次电池。
实施例6～实施例8
以与实施例5相同的方式制备锂二次电池，只是分别使用根据实施例2～实施例4制备的电解质代替根据实施例1制备的电解质。
比较例4～比较例6
以与实施例5相同的方式制备锂二次电池，只是分别使用根据比较例1～比较例3制备的电解质代替根据实施例1制备的电解质。
评估例1：在低温(-10℃)下的放电容量(比率)
将实施例5～实施例8和比较例4～比较例6中制备的每个锂二次电池在25℃下以0.2C倍率的恒定电流充电，直到电压达到4.4电压(V)(相对于Li)，然后以0.05C倍率的电流切断，同时在恒定电压模式下将电压保持在4.4V。随后，每个锂二次电池以0.2C倍率的恒定电流放电，直到电压达到3.0V(相对于Li)(化成步骤)。
每个锂二次电池在25℃下以0.2C倍率的恒定电流充电，直到电压达到4.4V(相对于Li)，然后以0.05C倍率的电流切断，同时在恒定电压模式下将电压保持在4.4V。随后，在分别在25℃和-10℃下存储4小时后，制备了三个电芯，它们在25℃和-10℃下以0.2C倍率的恒定电流放电，直到电压达到3.4V(相对于Li)。对于三个电芯中的每一个，测量每个温度(25℃和-10℃)下的放电容量。评估结果示出在表1中。在低温(-10℃)下的放电容量比率(％)由方程式1定义：
方程式1
在低温(-10℃)下的放电容量比率(％)＝[在-10℃下的放电容量/在25℃下的充电容量]×100
表1
参考表1，实施例5～实施例8的每个锂二次电池在低温(-10℃)下的放电容量与比较例4～比较例6的每个锂二次电池(其中在电解质中未使用添加剂，并且使用1wt％和2wt％的式13的化合物1)的放电容量相比高约3％～约15％。实施例5～实施例8的锂二次电池包括具有其中被烷基(例如，甲基)和烯基(例如，乙烯基)取代的甲硅烷基在电解质中被卤原子(例如，氟)取代的磷酸中心对称的结构的添加剂。与比较例4的锂二次电池(其中电解质中未使用电解质)相比，实施例5～实施例8的锂二次电池在低温(-10℃)下具有改善的放电容量(比率)。另外，确认与根据比较例5和比较例6制备的锂二次电池相比，实施例5～实施例8的锂二次电池在低温(-10℃)下具有改善的放电容量(比率)。
在实施例5～实施例8中的每一个的锂二次电池的电解质中使用的添加剂在正电极的表面上形成具有低阻抗特点的正极电解质界面(CEI)膜，并且然后在负电极的表面上形成具有高甲硅烷基浓度的固体电解质界面(SEI)。相应地，包括包含添加剂的电解质的锂二次电池在低温(-10℃)下似乎具有改善的放电容量(比率)。
评估例2：在高温(45℃)下的充电/放电特性
实施例5～实施例8和比较例4～比较例6中制备的每个锂二次电池在45℃下以1.0C倍率的恒定电流充电，直到电压达到4.47V(相对于Li)，然后以0.05C倍率的电流切断，同时在恒定电压模式下将电压保持在4.47V。随后，每个锂二次电池以1.0C倍率的恒定电流放电，直到电压达到3.0V(相对于Li)。这样的充电/放电循环重复100次。在所有充电/放电循环中的每一个充电/放电循环之后，有10分钟的暂停时间。评估结果示出在表2中。第100次循环时的容量保持率由方程式2定义：
方程式2
容量保持率(％)＝(第100次循环时的放电容量/第1次循环时的放电容量)×100
表2
参考表2，与比较例4的锂二次电池(其中电解质中未使用添加剂)以及比较例5和比较例6(其中1wt％和2wt％的式13的化合物1用作电解质中的添加剂)相比，实施例5～实施例8的锂二次电池在45℃下具有约0.4％～约7％的高容量保持率。

Claims (10)

1.一种用于锂电池的电解质，包括：
锂盐；
非水有机溶剂；和
包括由式1表示的化合物的添加剂：
式1
其中，在式1中，
X1和X2各自独立地为-O-或-N-；
Y为卤原子或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；并且
R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C3-C10炔基、取代的或未取代的C3-C20环烷基、取代的或未取代的C6-C50芳基、取代的或未取代的C6-C50烷基芳基或者取代的或未取代的C6-C50杂芳基。
2.根据权利要求1所述的电解质，其中所述由式1表示的化合物包括由式2表示的化合物：
式2
其中，在式2中，
Y’为卤原子或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；并且
R’1、R’2、R’3、R’4、R’5和R’6各自独立地为取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C3-C20环烷基、取代的或未取代的C6-C50芳基或者取代的或未取代的C6-C50烷基芳基。
3.根据权利要求1所述的电解质，其中所述由式1表示的化合物包括由式3表示的化合物：
式3
其中，在式3中，
Y”为卤原子；并且
Ra、Rb、Rc、Rd、Re和Rf各自独立地为未取代的C1-C10烷基、被卤原子取代的C1-C10烷基、未取代的C2-C10烯基、被卤原子取代的C2-C10烯基、未取代的C6-C50烷基芳基或被卤原子取代的C6-C50烷基芳基。
4.根据权利要求1所述的电解质，其中所述由式1表示的化合物包括由式4～式12表示的化合物：
5.根据权利要求1所述的电解质，其中基于所述电解质的总重，所述添加剂的量在0.01wt％～10wt％的范围内。
6.根据权利要求1所述的电解质，进一步包括环状碳酸酯类化合物，
其中所述环状碳酸酯类化合物选自：碳酸氟代亚乙酯(FEC)；被选自卤原子、氰基(CN)和硝基(NO2)中的至少一个取代基取代的FFC；碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)；被选自卤原子、CN和NO2中的至少一个取代基取代的VEC；碳酸亚乙烯酯(VC)；和被选自卤原子、CN和NO2中的至少一个取代基取代的VC。
7.根据权利要求6所述的电解质，其中基于所述电解质的总重，所述环状碳酸酯类化合物的量在0.01wt％～10wt％的范围内。
8.根据权利要求1所述的电解质，进一步包括选自磺内酯类化合物、氮化物类化合物和氰化物类化合物中的至少一种，
其中所述磺内酯类化合物为：磺内酯；或被选自卤原子、氰基、硝基、三氟甲磺酰基、五氟乙磺酰基(SO2C2F5)、五氟苯基(C6F5)、甲磺酰基(SO2CF3)、苯基磺酰基(SO2Ph)和甲基酯基(COOCH3)中的至少一个取代基取代的丙烷磺内酯，
所述氮化物类化合物为琥珀腈，并且
所述氰化物类化合物为1,3,6-己烷三氰化物(HTCN)或1,2,6-(HTCN)。
9.根据权利要求8所述的电解质，其中基于所述电解质的总重，所述磺内酯类化合物、所述氮化物类化合物或所述氰化物类化合物的量在0.01wt％～10wt％的范围内。
10.一种锂电池，包括：
包括正电极活性物质的正电极；
包括负电极活性物质的负电极；以及
设置在所述正电极和所述负电极之间的根据权利要求1～9中任一项所述的电解质。
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