CN116802876A - 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 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于可再充电锂电池的电解液和包括该电解液的可再充电锂电池,所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂,其中,添加剂是包括第一化合物和第二化合物的组合物,第一化合物是铯盐化合物,第二化合物由化学式1表示。化学式1的细节如说明书中所述。
Description
技术领域
本公开涉及一种用于可再充电锂电池的电解液和包括该电解液的可再充电锂电池。
背景技术
可再充电锂电池可以再充电,并且每单位重量的能量密度是常规铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的三倍或更多倍。它也可以以高倍率充电,因此商业上制造用于膝上型计算机、蜂窝电话、电动工具、电动自行车等,并且已经积极地进行了关于改善附加能量密度的研究。
这种可再充电锂电池通过将电解液注入包括正电极和负电极的电池单体中来制造,正电极包括能够嵌入/脱嵌锂离子的正电极活性物质,负电极包括能够嵌入/脱嵌锂离子的负电极活性物质。
电解液用作用于使锂离子在负电极和正电极之间移动的介质,并且通常可以包括其中溶解有锂盐的有机溶剂,并且该电解液对于确定可再充电锂电池的稳定性和性能是重要的。
电解液通常可以包括例如其中加入有锂盐(诸如LiPF6、LiBF4或LiFSI)的高介电环状碳酸酯(诸如碳酸亚丙酯和碳酸亚乙酯)和链状碳酸酯(诸如碳酸二乙酯、碳酸乙甲酯和碳酸二甲酯)的混合溶剂。随着电池在各种领域中的研发的活跃,在宽温度范围内具有高输出和高稳定性的电池的研发变得越来越重要。就电解液而言,重要的是研发一种能够提供高输出、长循环寿命特性、高温储存特性并抑制溶胀、容量降低和电阻增大的有机溶剂和添加剂的最佳组合。
发明内容
技术问题
实施例提供了一种具有优异的高温安全性的用于可再充电锂电池的电解液。
另一实施例提供了一种通过应用所述电解液而具有改善的高温储存特性、循环寿命特性和安全性的可再充电锂电池。
技术方案
本发明的实施例提供了一种用于可再充电锂电池的电解液,所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂,其中,添加剂是包括第一化合物和第二化合物的组合物,第一化合物是铯盐化合物,并且第二化合物由化学式1表示。
[化学式1]
在化学式1中,
R1至R10均独立地为氢、卤素、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C3至C20环烷基、取代或未取代的C3至C20环烯基、取代或未取代的C3至C20环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂环基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基。
铯盐化合物的阴离子可以为酰亚胺类阴离子或磷酸根类阴离子。
铯盐化合物可以由化学式2或化学式3表示。
在化学式2和化学式3中,
R11至R18独立地为氟基或取代有至少一个氟基的C1至C4氟代烷基。
化学式2可以由化学式2-1或化学式2-2表示。
化学式3可以由化学式3-1表示。
[化学式3-1]
基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液,可以以0.05重量份至5.0重量份的量包括第一化合物。
在化学式1中,R1至R10可以均独立地为氢、卤素、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C20环烷基、取代或未取代的C6至C30芳基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri可以均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基。
在化学式1中,R1至R10可以均独立地为氢、氟、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C6至C12芳基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri可以均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C5烷基。
基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液,可以以0.1重量份至10.0重量份的量包括第二化合物。
组合物可以包括重量比为1:0.1至1:30的第一化合物和第二化合物。
组合物可以包括重量比为1:0.4至1:20的第一化合物和第二化合物。
基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液,可以以0.5重量份至10.0重量份的量包括组合物。
本发明的另一实施例提供了一种可再充电锂电池,所述可再充电锂电池包括包含正电极活性物质的正电极、包含负电极活性物质的负电极和上述用于可再充电锂电池的电解液。
正电极活性物质可以由化学式6表示。
[化学式6]
LixM1 yM2 zM3 1-y-zO2-aXa
在化学式6中,
0.5≤x≤1.8,0≤a≤0.05,0<y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1,M1、M2和M3均独立地包括从诸如Ni、Co、Mn、Al、B、Ba、Ca、Ce、Cr、Fe、Mo、Nb、Si、Sr、Mg、Ti、V、W、Zr或La的金属以及它们的组合中选择的至少一种元素,并且X包括从F、S、P和Cl中选择的至少一种元素。
在化学式6中,0.8≤y≤1,0≤z≤0.2,并且M1可以为Ni。
负电极活性物质可以为石墨,或者可以同时包括Si复合物和石墨。
Si复合物可以包括包含Si基颗粒的核和非晶碳涂层。
Si基颗粒可以包括Si-C复合物、SiOx(0<x≤2)和Si合金中的一种或更多种。
Si-C复合物可以包括包含Si颗粒和结晶碳的核和在核的表面上的非晶碳涂层,并且
Si颗粒的平均粒径可以为50nm至200nm。
有益效果
通过应用具有改善的高温安全性的添加剂,可以实现在绝热过充电和高倍率过充电条件下具有改善的安全性的可再充电锂电池。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的可再充电锂电池的示意图。
图2是根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在绝热条件下的过充电评价图。
图3是示出根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在绝热条件下进行的过充电评价中的最大放热温度变化的图。
图4是根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在高倍率充电条件下的过充电评价图。
图5是示出根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在高倍率充电条件下进行的过充电评价中的最大放热温度变化的图。
<符号说明>
100:可再充电锂电池
112:负电极
113:隔膜
114:正电极
120:电池壳体
140:密封构件
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述根据本发明的实施例的可再充电锂电池。然而,这些实施例是示例性的,本发明不限于此,并且本发明由权利要求的范围限定。
在本说明书中,除非另有定义,否则“取代”意味着取代基或化合物中的至少一个氢为氘、卤素、羟基、氨基、取代或未取代的C1至C30胺基、硝基、取代或未取代的C1至C40甲硅烷基、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C6至C30芳基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、C1至C20烷氧基、C1至C10氟代烷基、氰基或它们的组合。
在本发明的一个示例中,“取代”指取代基或化合物中的至少一个氢被氘、卤素、C1至C30烷基、C1至C10烷基甲硅烷基、C6至C30芳基甲硅烷基、C3至C30环烷基、C3至C30杂环烷基、C6至C30芳基、C2至C30杂芳基、C1至C10氟代烷基或氰基替代。在本发明的一个示例中,“取代”指取代基或化合物的至少一个氢被氘、卤素、C1至C20烷基、C6至C30芳基、C1至C10氟代烷基或氰基替代。此外,在本发明的具体示例中,“取代”指取代基或化合物的至少一个氢被氘、卤素、C1至C5烷基、C6至C18芳基、C1至C5氟代烷基或氰基替代。此外,在本发明的具体示例中,“取代”指取代基或化合物的至少一个氢被氘、氰基、卤素、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基、联苯基、三联苯基、三氟甲基或萘基替代。
在本说明书中,除非另有定义,否则“杂”指在一个官能团中包括从N、O、S、P和Si中选择的一个至三个杂原子和其余为碳的物质。
在本说明书中,“芳基”指包括至少一个烃芳香族部分的基团,并且烃芳香族部分的所有元素具有形成共轭的p-轨道(例如,苯基、萘基等),两个或更多个烃芳香族部分可以通过σ键连接,并且可以是例如联苯基、三联苯基、四联苯基等,并且两个或更多个烃芳香族部分直接或间接稠合以提供非芳香族稠环(例如,芴基)。
芳基可以包括单环官能团、多环官能团或稠环多环(即,共享相邻碳原子对的环)官能团。
在本说明书中,“杂环基”为杂芳基的一般概念,并且可以在诸如芳基、环烷基、它们的稠环或它们的组合的环状化合物中包括从N、O、S、P和Si中选择的至少一个杂原子替代碳(C)。当杂环基是稠环时,杂环基的整个环或每个环可以包括一个或更多个杂原子。
例如,“杂芳基”可以指包括从N、O、S、P和Si中选择的至少一个杂原子的芳基。两个或更多个杂芳基可以通过σ键直接连接,或者当杂芳基包括两个或更多个环时,所述两个或更多个环可以稠合。当杂芳基是稠环时,每个环可以包括一个至三个杂原子。
更具体地,取代或未取代的C6至C30芳基可以为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的并四苯基、取代或未取代的芘基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的对三联苯基、取代或未取代的间三联苯基、取代或未取代的邻三联苯基、取代或未取代的基、取代或未取代的苯并[9,10]菲基、取代或未取代的苝基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的茚基、取代或未取代的呋喃基或它们的组合,但不限于此。
更具体地,取代或未取代的C2至C30杂环基可以为取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的吡咯基、取代或未取代的吡唑基、取代或未取代的咪唑基、取代或未取代的三唑基、取代或未取代的噁唑基、取代或未取代的噻唑基、取代或未取代的噁二唑基、取代或未取代的噻二唑基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的吡嗪基、取代或未取代的三嗪基、取代或未取代的苯并呋喃基、取代或未取代的苯并噻吩基、取代或未取代的苯并咪唑基、取代或未取代的吲哚基、取代或未取代的喹啉基、取代或未取代的异喹啉基、取代或未取代的喹唑啉基、取代或未取代的喹喔啉基、取代或未取代的萘啶基、取代或未取代的苯并噁嗪基、取代或未取代的苯并噻嗪基、取代或未取代的吖啶基、取代或未取代的吩嗪基、取代或未取代的吩噻嗪基、取代或未取代的吩噁嗪基、取代或未取代的咔唑基、取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的二苯并噻吩基或它们的组合,但不限于此。
根据隔膜和电解液的种类,可再充电锂电池可以分为锂离子电池、锂离子聚合物电池和锂聚合物电池。根据形状,它还可以分为圆柱形的、棱柱形的、币型的、袋型的等。此外,根据尺寸,它可以是块型的和薄膜型的。关于本公开的锂离子电池的结构和制造方法是本领域公知的。
在此,作为可再充电锂电池的示例,例如描述了圆柱形可再充电锂电池。图1示意性地示出了根据实施例的可再充电锂电池的结构。参考图1,根据实施例的可再充电锂电池100包括电池单体、容纳电池单体的电池壳体120和密封电池壳体120的密封构件140,电池单体包括正电极114、面对正电极114的负电极112、在正电极114与负电极112之间的隔膜113以及浸渍正电极114、负电极112和隔膜113的电解液(未示出)。
在下文中,将描述根据本发明的实施例的可再充电锂电池100的更详细的构造。
根据本发明的实施例的可再充电锂电池包括电解液、正电极和负电极。
电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂,其中,添加剂是包括第一化合物和第二化合物的组合物,第一化合物是铯盐化合物,并且第二化合物由化学式1表示。
[化学式1]
在化学式1中,
R1至R10均独立地为氢、卤素、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C3至C20环烷基、取代或未取代的C3至C20环烯基、取代或未取代的C3至C20环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂环基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基。
第二化合物为联苯类化合物并且可以抑制正电极中的电阻增大,因此有助于优异的过充电安全性。
具体地,当与作为铯盐化合物的第一化合物组合时,第二化合物可以相比于包含在非水有机溶剂中的碳酸酯类溶剂更早地被还原和分解,并且可以在负电极上形成SEI(固体电解质界面)膜,因此防止电极的分解反应,抑制由于气体产生引起的内阻增大,从而具有抑制额外放热的效果。
换句话说,第一化合物和第二化合物一起被包括,从而改善过充电安全性并抑制额外放热性,因此,即使在诸如绝热条件、高倍率充电条件等的苛刻条件下,也实现了具有改善的高温安全性的可再充电锂电池。
例如,铯盐化合物的阴离子可以为酰亚胺类阴离子或磷酸根(phosphate)类阴离子。
作为具体示例,铯盐化合物可以由化学式2或化学式3表示。
在化学式2和化学式3中,
R11至R18均独立地为氟基或取代有至少一个氟基的C1至C4氟代烷基。
例如,化学式2和化学式3中的R11至R18可以均独立地为氟基或取代有至少两个氟基的C1至C4氟代烷基。
例如,化学式2和化学式3中的R11至R18可以均独立地为氟基或取代有至少三个氟基的C1至C4氟代烷基。
作为具体示例,化学式2和化学式3中的R11至R18可以均独立地为氟基或取代有至少三个氟基的C1至C3氟代烷基。
作为更具体的示例,化学式2和化学式3中的R11至R18可以均独立地为氟基或取代有至少三个氟基的C1至C2氟代烷基。
例如,化学式2可以由化学式2-1或化学式2-2表示。
例如,化学式3可以由化学式3-1表示。
[化学式3-1]
例如,基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液,可以以0.05重量份至5.0重量份(例如0.05重量份至4.0重量份、0.05重量份至3.0重量份、0.1重量份至3.0重量份或0.1重量份至2.0重量份)的量包括第一化合物。
例如,在化学式1中,R1至R10可以均独立地为氢、卤素、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C20环烷基、取代或未取代的C6至C30芳基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri可以均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基。
作为具体示例,在化学式1中,R1至R10可以均独立地为氢、氟、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C6至C12芳基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri可以均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C5烷基。
例如,在化学式1中,R1至R10可以均独立地为氢、氟、氰基、硝基、异氰酸酯基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、三氟甲基、四氟乙基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri可以均独立地为氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、三氟甲基或四氟乙基。
第二化合物的最具体示例包括联苯、2-氟联苯等,但不限于此。
例如,基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液,可以以0.1重量份至10.0重量份(例如,0.1重量份至8.0重量份、0.1重量份至6.0重量份或0.2重量份至5.0重量份)的量包括第二化合物。
例如,组合物可以包括重量比为1:0.1至1:30的第一化合物和第二化合物。
具体地,组合物可以包括重量比为1:0.2至1:30、1:0.3至1:30、1:0.3至1:25、1:0.3至1:20或1:0.4至1:20的第一化合物和第二化合物。
在实施例中,组合物可以包括重量比为1:0.4、1:1、1:2、1:4、1:10或1:20的第一化合物和第二化合物。
当第一化合物和第二化合物的混合比如上所述时,可以使过充电安全性的改善程度最大化。
基于100重量份的用于可再充电锂电池的电解液,可以以0.5重量份至10.0重量份(例如,0.5重量份至8.0重量份、0.5重量份至6.0重量份或0.6重量份至5.5重量份)的量包括组合物。
当组合物的含量和组合物中每种组分的含量在上述范围内时,可以实现具有改善的高温安全性的可再充电锂电池。
非水有机溶剂用作用于传输参与电池的电化学反应的离子的介质。
作为非水有机溶剂,可以使用碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或非质子溶剂。
碳酸酯类溶剂可以是碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等。酯类溶剂可以是乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、癸内酯、甲羟戊酸内酯、己内酯等。醚类溶剂可以是二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃等。此外,酮类溶剂可以是环己酮等。醇类溶剂可以包括乙醇、异丙醇等,并且非质子溶剂可以包括腈系(诸如R18-CN(其中,R18是具有C2至C20直链、支链或环状结构的烃基,并且可以包括双键、芳香环或醚键)等)、酰胺系(诸如二甲基甲酰胺等)、二氧戊环系(诸如1,3-二氧戊环等)、环丁砜系等。
非水有机溶剂可以单独使用或以混合物使用,并且当以混合物使用时,可以根据期望的电池性能适当地调节混合比,这是本领域技术人员广泛理解的。
碳酸酯类溶剂通过混合环状碳酸酯和链状碳酸酯来制备。当环状碳酸酯和链状碳酸酯以1:9至9:1的体积比混合在一起时,可以改善电解液的性能。
具体地,在实施例中,非水有机溶剂可以包括体积比为2:8至5:5的环状碳酸酯和链状碳酸酯,并且作为具体示例,可以以2:8至4:6的体积比包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。
更具体地,可以以2:8至3:7的体积比包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。
除了碳酸酯类溶剂之外,非水有机溶剂还可以包括芳香烃类有机溶剂。在此,碳酸酯类溶剂和芳香烃类有机溶剂可以以1:1至30:1的体积比混合。
芳香烃类有机溶剂可以是化学式4的芳香烃类化合物。
[化学式4]
在化学式4中,R19至R24相同或不同,并且是氢、卤素、C1至C10烷基、卤代烷基或它们的组合。
芳香烃类有机溶剂的具体示例可以是苯、氟代苯、1,2-二氟苯、1,3-二氟苯、1,4-二氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、氯代苯、1,2-二氯苯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、碘代苯、1,2-二碘苯、1,3-二碘苯、1,4-二碘苯、1,2,3-三碘苯、1,2,4-三碘苯、甲苯、氟代甲苯、2,3-二氟甲苯、2,4-二氟甲苯、2,5-二氟甲苯、2,3,4-三氟甲苯、2,3,5-三氟甲苯、氯代甲苯、2,3-二氯甲苯、2,4-二氯甲苯、2,5-二氯甲苯、2,3,4-三氯甲苯、2,3,5-三氯甲苯、碘代甲苯、2,3-二碘甲苯、2,4-二碘甲苯、2,5-二碘甲苯、2,3,4-三碘甲苯、2,3,5-三碘甲苯、二甲苯或它们的组合。
电解液还可以包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯或由化学式5表示的碳酸亚乙酯类化合物作为添加剂以改善电池的循环寿命。
[化学式5]
在化学式5中,R25和R26相同或不同,并且选自于氢、卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)和氟代的C1至C5烷基,前提条件是R25和R26中的至少一个选自于卤素、氰基(CN)、硝基(NO2)和氟代的C1至C5烷基,并且R25和R26不都是氢。
碳酸亚乙酯类化合物的示例可以包括碳酸二氟亚乙酯、碳酸氯代亚乙酯、碳酸二氯亚乙酯、碳酸溴代亚乙酯、碳酸二溴亚乙酯、碳酸硝基亚乙酯、碳酸氰基亚乙酯或碳酸氟代亚乙酯。当进一步使用这种用于改善循环寿命的添加剂时,可以适当地调节其量。
溶解在非水有机溶剂中的锂盐在电池中提供锂离子,使得能够进行可再充电锂电池的基本操作,并改善锂离子在正电极和负电极之间的传输。锂盐的示例可以包括从LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2C2F5)2、Li(CF3SO2)2N、LiN(SO3C2F5)2、Li(FSO2)2N(双(氟磺酰)亚胺锂:LiFSI)、LiC4F9SO3、LiClO4、LiAlO2、LiAlCl4、LiPO2F2、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+ 1SO2)(其中,x和y是自然数,例如,1至20的整数)、LiCl、LiI、LiB(C2O4)2(双(草酸)硼酸锂:LiBOB)、LiDFOB(二氟(草酸)硼酸锂)和Li[PF2(C2O4)2](二氟(双草酸)磷酸锂)中选择的至少一种。可以以范围从0.1M至2.0M的浓度使用锂盐。当以上述浓度范围包含锂盐时,电解液由于最佳的电解液电导率和粘度而可以具有优异的性能和锂离子迁移率。
正电极包括正极集流体和在正极集流体上的正电极活性物质层,正电极活性物质层包括正电极活性物质。
正电极活性物质可以包括可逆地嵌入和脱嵌锂离子的锂化嵌入化合物。
具体地,可以使用锂与选自于钴、锰、镍和它们的组合的金属的复合氧化物中的至少一种。
当然,可以使用其中一部分金属被其它金属以外的金属取代的复合氧化物,并且可以使用复合氧化物中的磷酸盐化合物(例如,从LiFePO4、LiCoPO4和LiMnPO4中选择的至少一种)。复合氧化物可以在表面上具有涂层,或者复合氧化物可以与具有涂层的另一复合氧化物混合。涂层可以包括从涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氢氧化物、涂覆元素的羟基氧化物、涂覆元素的含氧碳酸盐和涂覆元素的羟基碳酸盐中选择的至少一种涂覆元素化合物。用于涂层的化合物可以是非晶的或结晶的。包括在涂层中的涂覆元素可以包括Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr或它们的混合物。涂覆工艺可以包括本领域普通技术人员公知的任何常规工艺(例如喷墨涂覆、浸渍),只要其不对正电极活性物质的性质造成任何副作用即可,因此省略其详细描述。
正电极活性物质可以是例如由化学式6表示的锂复合氧化物中的至少一种。
[化学式6]
LixM1 yM2 zM3 1-y-zO2-aXa
在化学式6中,
0.5≤x≤1.8,0≤a≤0.05,0<y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1,M1、M2和M3均独立地包括从诸如Ni、Co、Mn、Al、B、Ba、Ca、Ce、Cr、Fe、Mo、Nb、Si、Sr、Mg、Ti、V、W、Zr或La的金属和它们的组合中选择的至少一种元素,并且X包括从F、S、P和Cl中选择的至少一种元素。
在实施例中,正电极活性物质可以为从LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4/LiNiaMnbCocO2(a+b+c=1)、LiNiaMnbCocAldO2(a+b+c+d=1)和LiNieCofAlgO2(e+f+g=1)中选择的至少一种。
在化学式6中,0.8≤y≤1,0≤z≤0.2,并且M1可以为Ni。
例如,选自于LiNiaMnbCocO2(a+b+c=1)、LiNiaMnbCocAldO2(a+b+c+d=1)和LiNieCofAlgO2(e+f+g=1)的正电极活性物质可以是高Ni基正电极活性物质。
例如,在LiNiaMnbCocO2(a+b+c=1)和LiNiaMnbCocAldO2(a+b+c+d=1)的情况下,镍含量可以大于或等于60%(a≥0.6),更具体地,可以大于或等于80%(a≥0.8)。
例如,在LiNieCofAlgO2(e+f+g=1)的情况下,镍含量可以大于或等于60%(e≥0.6),更具体地,可以大于或等于80%(e≥0.8)。
基于正电极活性物质层的总重量,正电极活性物质的含量可以为90wt%至98wt%。
在本发明的实施例中,正电极活性物质层可以任选地包括导电材料和粘合剂。在这种情况下,基于正电极活性物质层的总重量,导电材料和粘合剂的含量可以分别为1wt%至5wt%。
包括导电材料以赋予正电极导电性,并且可以使用任何导电的材料作为导电材料,除非其在构造的电池中引起化学变化。导电材料的示例可以包括:碳基材料,诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等;包含铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属基材料;导电聚合物,诸如聚苯撑衍生物;或它们的混合物。
粘合剂改善正电极活性物质颗粒彼此之间的粘合性以及正电极活性物质颗粒与集流体之间的粘合性。其示例可以是聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、含环氧乙烷的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸酯化苯乙烯-丁二烯橡胶、环氧树脂、尼龙等,但不限于此。
正极集流体可以包括Al,但不限于此。
负电极包括负极集流体和形成在负极集流体上的包含负电极活性物质的负电极活性物质层。
负电极活性物质可以包括可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料、锂金属、锂金属合金、能够掺杂/脱掺杂锂的材料或过渡金属氧化物。
可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料包括碳材料。碳材料可以是可再充电锂电池中任何通用的碳基负电极活性物质,并且碳材料的示例包括结晶碳、非晶碳和它们的组合。结晶碳可以是非成形的天然石墨或人造石墨、或者片状、板状、球状或纤维状的天然石墨或人造石墨,并且非晶碳可以是软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、煅烧焦炭等。
锂金属合金可以包括锂以及从Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Si、Sb、Pb、In、Zn、Ba、Ra、Ge、Al和Sn中选择的金属。
能够掺杂/脱掺杂锂的材料可以为Si、Si-C复合物、SiOx(0<x<2)、Si-Q合金(其中,Q为从碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素和它们的组合中选择的元素,但不为Si)、Sn、SnO2、Sn-R61金属(其中,R61为从碱金属、碱土金属、第13族元素、第14族元素、第15族元素、第16族元素、过渡金属、稀土元素和它们的组合中选择的元素,但不为Sn)等。这些材料中的至少一种可以与SiO2混合。
元素Q和R61可以选自于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、Tl、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po和它们的组合。
过渡金属氧化物可以是钒氧化物、锂钒氧化物等。
在具体实施例中,负电极活性物质可以是石墨,或者可以同时包括Si复合物和石墨。
当负电极活性物质同时包括Si复合物和石墨时,可以以混合物的形式包括Si复合物和石墨,并且可以以1:99至50:50的重量比包括Si复合物和石墨。更具体地,可以以3:97至20:80或5:95至20:80的重量比包括Si复合物和石墨。
Si复合物可以包括包含Si基颗粒的核和非晶碳涂层。例如,Si基颗粒可以包括Si-C复合物、SiOx(0<x≤2)和Si合金中的至少一种。例如,Si-C复合物可以包括包含Si颗粒和结晶碳的核以及在核的表面上的非晶碳涂层。
结晶碳可以包括例如石墨,更具体地,可以包括天然石墨、人造石墨或它们的混合物。
结晶碳的平均粒径可以是5μm至30μm。
在本说明书中,平均粒径可以是累积尺寸分布曲线中体积比为50%的颗粒尺寸(D50)。
在Si-C复合物中,Si颗粒的平均粒径可以为50nm至200nm。
当Si颗粒的平均粒径在上述范围内时,可以抑制在充电和放电期间发生的体积膨胀,并且可以防止由于充电和放电期间的颗粒破碎而导致的导电路径的中断。
基于Si-C复合物的总重量,可以以1wt%至60wt%(例如,3wt%至60wt%)的量包括Si颗粒。
非晶碳可以包括软碳、硬碳、中间相沥青碳化产物、煅烧焦炭或它们的混合物。
基于100重量份的结晶碳,可以以1重量份至50重量份(例如,5重量份至50重量份或10重量份至50重量份)的量包括非晶碳。
在负电极活性物质层中,基于负电极活性物质层的总重量,可以以95wt%至99wt%的量包括负电极活性物质。
在实施例中,负电极活性物质层可以包括粘合剂和任选的导电材料。基于负电极活性物质层的总重量,负电极活性物质层中的粘合剂的含量可以为1wt%至5wt%。此外,当进一步包括导电材料时,可以使用90wt%至98wt%的负电极活性物质、1wt%至5wt%的粘合剂和1wt%至5wt%的导电材料。
粘合剂改善负电极活性物质颗粒彼此之间的粘合性以及负电极活性物质颗粒与集流体之间的粘合性。粘合剂可以是非水溶性粘合剂、水溶性粘合剂或它们的组合。
非水溶性粘合剂可以是聚氯乙烯、羧化聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺或它们的组合。
水溶性粘合剂可以是橡胶类粘合剂或聚合物树脂粘合剂。橡胶类粘合剂可以选自于苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯酸酯化苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、丁基橡胶、氟橡胶和它们的组合。聚合物树脂粘合剂可以选自于聚四氟乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚表氯醇、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯丙烯二烯共聚物、聚乙烯吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇或它们的组合。
当水溶性粘合剂用作负电极粘合剂时,可以进一步使用纤维素类化合物作为增稠剂来提供粘度。纤维素类化合物包括羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和它们的碱金属盐中的一种或更多种。碱金属可以是Na、K或Li。基于100重量份的负电极活性物质,可以以0.1重量份至3重量份的量包括这样的增稠剂。
包括导电材料以改善电极导电性,并且可以使用任何导电的材料作为导电材料,除非其引起化学变化。导电材料的示例包括:碳基材料,诸如天然石墨、人造石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等;包含铜、镍、铝、银等的金属粉末或金属纤维的金属基材料;导电聚合物,诸如聚苯撑衍生物;或它们的混合物。
负极集流体可以选自于铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、镍泡沫、铜泡沫、涂覆有导电金属的聚合物基底和它们的组合。
根据电池的类型,可再充电锂电池还可以包括在负电极与正电极之间的隔膜。这种隔膜可以是多孔基底或复合多孔基底。
多孔基底可以是包括孔的基底,并且锂离子可以移动通过孔。多孔基底可以例如包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏二氟乙烯和它们的多层(诸如聚乙烯/聚丙烯双层隔膜、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三层隔膜和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔膜)。
复合多孔基底可以具有包括多孔基底和在多孔基底上的功能层的形式。从能够实现附加功能的角度来看,功能层可以例如是耐热层和粘合层中的至少一种。例如,耐热层可以包括耐热树脂和任选的填充剂。
此外,粘合层可以包括粘合剂树脂和任选的填充剂。
填充剂可以是有机填充剂或无机填充剂。
实施例的详细描述
在下文中,描述本发明的示例和对比示例。然而,这些示例在任何意义上都不被解释为限制发明的范围。
可再充电锂电池单体的制造
对比示例1
将作为正电极活性物质的LiNi0.88Co0.07Al0.05O2、作为粘合剂的聚偏二氟乙烯和作为导电材料的科琴黑以97:2:1的重量比混合,然后分散在N-甲基吡咯烷酮中,从而制备正电极活性物质浆料。
将正电极活性物质浆料涂覆在14μm厚的Al箔上,在110℃下干燥并进行压制,从而制造正电极。
将通过以93:7的重量比混合人造石墨和Si-C复合物制备的负电极活性物质、作为粘合剂的苯乙烯-丁二烯橡胶粘合剂和作为增稠剂的羧甲基纤维素以97:1:2的重量比混合,然后分散在蒸馏水中,从而制备负电极活性物质浆料。
Si-C复合物包括包含人造石墨和硅颗粒的核和涂覆在核表面上的煤基沥青。
将负电极活性物质浆料涂覆在10μm厚的Cu上,然后在100℃下干燥并进行压制,从而制造负电极。
将正电极和负电极与25μm厚的聚乙烯隔膜组装以制造电极组件,并将电解液注入其中,从而制造可再充电锂电池单体。
电解液具有如下组成。
(电解液的组成)
盐:1.5M LiPF6
溶剂:碳酸亚乙酯:碳酸乙甲酯:碳酸二甲酯(EC:EMC:DMC=20:10:70的体积比)
对比示例2
除了将0.5重量份的六氟磷酸铯加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
(然而,在电解液的组成中,“重量份”意味着基于100重量的总电解液(锂盐+非水有机溶剂)的添加剂的相对重量)
对比示例3
除了将2.0重量份的联苯加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例4
除了将2.0重量份的2-氟联苯加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例5
除了将2.0重量份的4-氟苯基异氰酸酯加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例6
除了将2.0重量份的2,2'-(1,4-亚苯基)二丙二腈加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例7
除了将包含0.5重量份的六氟磷酸铯和2.0重量份的4-氟苯基异氰酸酯的组合物加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例8
除了将包含0.5重量份的六氟磷酸铯和2.0重量份的2,2'-(1,4-亚苯基)二丙二腈的组合物加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例9和对比示例10
除了将六氟磷酸铯分别改变为双(氟磺酰基)酰亚胺铯(对比示例9)或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺铯(对比示例10)之外,以与对比示例2中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
对比示例11至对比示例14
除了将六氟磷酸铯分别改变为双(氟磺酰基)酰亚胺铯(对比示例11和对比示例12)或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺铯(对比示例13和对比示例14)之外,以与对比示例7和对比示例8中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
示例1
除了将包含0.5重量份的六氟磷酸铯和2.0重量份的联苯的组合物加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
示例2
除了将包含0.5重量份的六氟磷酸铯和2.0重量份的2-氟联苯的组合物加入电解液中之外,以与对比示例1中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
示例3至示例10
通过如表1中所示地改变六氟磷酸铯和联苯或2-氟联苯的组成来制造可再充电锂电池单体。
根据示例和对比示例的组成示于表1中。
示例11至示例30
除了将六氟磷酸铯分别改变为双(氟磺酰基)酰亚胺铯(示例11至示例20)或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺铯(示例21至示例30)之外,以与示例1至示例10中的方式相同的方式制造可再充电锂电池单体。
评价:过充电评价
对根据示例1至示例30和对比示例1至对比示例14的电池单体进行过充电评价。
分别在绝热条件和高倍率充电条件下进行过充电评价,具体评价方法如下。
绝热条件下的过充电评价
经由通过焊接将接线片附接到每个电池单体的负电极部分和正电极部分并且还将用于测量温度的热电偶附接到电池单体的中心来执行过充电评价。在用隔热材料包裹电池单体之后,将充电/放电的正电极端子和负电极端子分别连接到每个正电极接线片和负电极接线片。通过向电池单体施加预定电流(0.5C),在CID(电流中断装置)打开时达到10V的条件下,测量电池单体的电压和温度变化。
电池单体的电压和温度变化图在图2中示出,并且电池单体的最大放热温度和温度变化在图3和表1中示出。
图2是根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在绝热条件下的过充电评价图。
图3是示出根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在绝热条件下进行的过充电评价中的最大放热温度变化的图。
参照图2和图3,当包括根据本发明的示例实施例的组合物作为添加剂时,在绝热条件下,内部短路被延迟(图2),并且最大放热温度变得相对较低(图3),从而具有抑制由于短路引起的热失控和减轻内部短路的优异效果。
高倍率充电条件下的过充电评价
经由通过焊接将接线片附接到每个电池单体的负电极部分和正电极部分并且还将用于测量温度的热电偶附接到电池单体的中心来执行过充电评价。并且,将充电/放电的正电极端子和负电极端子分别连接到正电极和负电极。通过向电池单体施加高倍率电流(3C),在CID(电流中断装置)打开时达到10V的条件下,测量电池单体的电压和温度变化。
电池单体的电压和温度变化图在图4中示出,并且电池的最大放热温度和温度变化在图5和表1中示出。
图4是根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在高倍率充电条件下的过充电评价图。
图5是示出根据示例1和示例2以及对比示例1至对比示例8的可再充电锂电池单体在高倍率充电条件下进行的过充电评价中的最大放热温度变化的图。
参照图4和图5,当包括根据本发明的示例实施例的组合物作为添加剂时,在高倍率充电条件下,内部短路被延迟(图4),并且最大放热温度变得相对较低(图5),从而产生抑制由于短路引起的热失控和减轻内部短路的优异效果。
(表1)
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CsPF6:六氟磷酸铯(化学式3-1)
CsFSI:双(氟磺酰基)酰亚胺铯(化学式2-1)
CsTFSI:双(三氟甲磺酰基)酰亚胺铯(化学式2-2)
BP:联苯
2-FBP:2-氟联苯
4-FPI:4-氟苯基异氰酸酯
PMN:2,2'-(1,4-亚苯基)二丙二腈
通常,当圆柱形电池单体达到过充电状态时,由于正电极晶格结构首先塌陷,因此过渡金属从其中洗脱到电解液中,从而产生氧气。这种正电极结构塌陷引起初始放热反应。从正电极洗脱的过渡金属以金属枝晶的形式沉积在负电极上,刺破隔膜并引起内部短路。结果,短路引起热失控而使电解液燃烧并因此急剧增加放热反应,并且由于电解液燃烧而产生的气体增加电池单体的内部压力,使CID打开。
铯基盐在负电极表面上形成具有大的Cs+阳离子的SEI。在负电极的膜(SEI)上形成的大的Cs+阳离子抑制电沉积在负电极上的过渡金属在过充电期间生长成枝晶,并诱导过渡金属以扁平形状沉积。因此,可以通过抑制由于过充电期间负电极表面上的过渡金属电沉积引起的枝晶形成来延迟内部短路。
此外,当与联苯类化合物组合时,铯基盐可以防止电解液的分解和由此引起的电极的分解,从而抑制由于气体产生引起的内阻的增大,从而具有抑制额外放热的效果。
具体地,如表1中所证实的,与包括苯基类第二化合物以及根据本发明的第一化合物的对比示例7和对比示例8相比,包括联苯类第二化合物以及根据本发明的第一化合物的示例1和示例2表现出抑制额外放热的大大改善的效果。
参照表1和图2至图5,与不包括添加剂的可再充电电池单体相比,包括根据示例实施例的组合物作为添加剂的可再充电电池单体更显著地表现出延迟内部短路的效果。
虽然已经结合目前被认为是实际的示例实施例描述了本发明,但是将理解的是,发明不限于所公开的实施例,而是相反,旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
Claims (19)
1.一种用于可再充电锂电池的电解液,所述用于可再充电锂电池的电解液包括:
非水有机溶剂;
锂盐;以及
添加剂,
其中,所述添加剂包括包含第一化合物和第二化合物的组合物,
所述第一化合物是铯盐化合物,并且
所述第二化合物由化学式1表示:
[化学式1]
其中,在化学式1中,
R1至R10均独立地为氢、卤素、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C2至C20烯基、取代或未取代的C2至C20炔基、取代或未取代的C3至C20环烷基、取代或未取代的C3至C20环烯基、取代或未取代的C3至C20环炔基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C2至C30杂环基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基。
2.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
所述铯盐化合物的阴离子为酰亚胺类阴离子或磷酸根类阴离子。
3.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
所述铯盐化合物由化学式2或化学式3表示:
其中,在化学式2和化学式3中,
R11至R18均独立地为氟基或取代有至少一个氟基的C1至C4氟代烷基。
4.根据权利要求3所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
化学式2由化学式2-1或化学式2-2表示:
5.根据权利要求3所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
化学式3由化学式3-1表示:
[化学式3-1]
6.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
基于100重量份的所述用于可再充电锂电池的电解液,以0.05重量份至5.0重量份的量包括所述第一化合物。
7.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
在化学式1中,R1至R10均独立地为氢、卤素、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C20烷基、取代或未取代的C3至C20环烷基、取代或未取代的C6至C30芳基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C10烷基。
8.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
在化学式1中,R1至R10均独立地为氢、氟、氰基、硝基、异氰酸酯基、取代或未取代的C1至C10烷基、取代或未取代的C6至C12芳基、硫酸酯基(-OSO3Ra)、亚硫酸酯基(-OSO2Rb)、磺酸酯基(-SO3Rc)、硫醚基(-SRd)、胺基(-NReRf)、酰胺基(-C(O)NRgRh)或者酰基(-C(O)Ri),
其中,Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh和Ri均独立地为氢或者取代或未取代的C1至C5烷基。
9.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
基于100重量份的所述用于可再充电锂电池的电解液,以0.1重量份至10.0重量份的量包括所述第二化合物。
10.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
所述组合物包括重量比为1:0.1至1:30的所述第一化合物和所述第二化合物。
11.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
所述组合物包括重量比为1:0.4至1:20的所述第一化合物和所述第二化合物。
12.根据权利要求1所述的用于可再充电锂电池的电解液,其中,
基于100重量份的所述用于可再充电锂电池的电解液,以0.5重量份至10.0重量份的量包括所述组合物。
13.一种可再充电锂电池,所述可再充电锂电池包括:
正电极,包括正电极活性物质;
负电极,包括负电极活性物质;以及
根据权利要求1至12中的任何一项所述的用于可再充电锂电池的电解液。
14.根据权利要求13所述的可再充电锂电池,其中,
所述正电极活性物质由化学式6表示:
[化学式6]
LixM1 yM2 zM3 1-y-zO2-aXa
其中,在化学式6中,
0.5≤x≤1.8,0≤a≤0.05,0<y≤1,0≤z≤1,0≤y+z≤1,M1、M2和M3均独立地包括从Ni、Co、Mn、Al、B、Ba、Ca、Ce、Cr、Fe、Mo、Nb、Si、Sr、Mg、Ti、V、W、Zr或La的金属以及它们的组合中选择的至少一种元素,并且X包括从F、S、P和Cl中选择的至少一种元素。
15.根据权利要求14所述的可再充电锂电池,其中,
在化学式6中,
0.8≤y≤1,0≤z≤0.2,M1为Ni。
16.根据权利要求13所述的可再充电锂电池,其中,
所述负电极活性物质为石墨,或者同时包括Si复合物和石墨。
17.根据权利要求16所述的可再充电锂电池,其中,
所述Si复合物包括包含Si基颗粒的核和非晶碳涂层。
18.根据权利要求17所述的可再充电锂电池,其中,
所述Si基颗粒包括Si-C复合物、SiOx和Si合金中的一种或更多种,其中,0<x≤2。
19.根据权利要求18所述的可再充电锂电池,其中,
所述Si-C复合物包括包含Si颗粒和结晶碳的核和在所述核的表面上的非晶碳涂层,并且
所述Si颗粒的平均粒径为50nm至200nm。
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