CN117062823A - 新型化合物以及包括其的添加剂、电解液和锂二次电池 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了新型化合物以及包括其的添加剂、电解液和锂二次电池。该化合物具有环砜基；和与其连接的甲硅烷基，甲硅烷基含有不饱和烃基。如果该化合物用作锂二次电池的电解液的添加剂时，可改善锂二次电池在高温存储期间的电阻特性并可改善低温放电容量。

Description

新型化合物以及包括其的添加剂、电解液和锂二次电池
技术领域
本公开涉及新型化合物、包括其的电解液和锂二次电池。
背景技术
锂二次电池用作用于便携式电子装置(比如摄像机、移动电话和膝上型计算机)的电源。与现有的铅存储电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等相比，可再充电的锂二次电池具有高的单位重量能量密度并且可以高速充电。
因为锂二次电池在高驱动电压下工作，所以不能使用与锂具有高反应性的水性电解液。有机电解液通常用作用于锂二次电池的电解液。有机电解液通过将锂盐溶解于有机溶剂中来制备。优选地，有机溶剂在高电压下稳定，具有高离子电导率和高介电常数，并且具有低粘度。
然而，当含有锂盐的有机电解液用作用于锂二次电池的电解液时，由于在负电极/正电极和电解液之间的副反应，锂二次电池的寿命特性、长期耐久性和高温稳定性会劣化。
相应地，需要能够改善锂二次电池的高温存储期间的电阻、热稳定性和低温放电容量的电解液。
发明内容
技术问题
一方面是提供能够改善锂二次电池的高温存储期间的电阻特性和低温放电容量的新型化合物。
另一方面是提供包括该化合物的用于锂二次电池的添加剂。
又一方面是提供包括该化合物的用于锂二次电池的电解液。
又一方面是提供包括该化合物的锂二次电池。
解决问题的方案
根据一方面，提供了化合物，其包括：环砜基；和与其连接的甲硅烷基，甲硅烷基含有不饱和烃基。
根据示例，化合物可由下面的式1表示：
式1
其中在式1中，R1～R9各自独立地选自氢、氘、氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)、羟基、氰基、硝基、氨基、甲脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、取代的或未取代的C1-C60烷基、取代的或未取代的C2-C60烯基、取代的或未取代的C2-C60炔基、取代的或未取代的C1-C60烷氧基、取代的或未取代的C3-C10环烷基、取代的或未取代的C2-C10杂环烷基、取代的或未取代的C3-C10环烯基、取代的或未取代的C2-C10杂环烯基、取代的或未取代的C6-C60芳基、取代的或未取代的C6-C60芳氧基、取代的或未取代的C6-C60芳硫基、取代的或未取代的C2-C60杂芳基、取代的或未取代的单价非芳族稠合多环基团、取代的或未取代的单价非芳族稠合杂多环基团、-N(Q1)(Q2)、-Si(Q3)(Q4)(Q5)和-B(Q6)(Q7)，其中Q1～Q7各自独立地选自氢、C1-C60烷基、C2-C60烯基、C2-C60炔基、C1-C60烷氧基、C3-C10环烷基、C2-C10杂环烷基、C3-C10环烯基、C2-C10杂环烯基、C6-C60芳基、C6-C60芳氧基、C6-C60芳硫基、C2-C60杂芳基、单价非芳族稠合多环基团和单价非芳族稠合杂多环基团；
L选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C8亚烷基、取代的或未取代的C2-C8亚烯基、取代的或未取代的C2-C8亚炔基、取代的或未取代的C1-C8亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C8亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C8亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C8环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C10芳基、取代的或未取代的5元～10元杂芳基或-N(Q1)-，其中Q1如上所述；
m为1、2或3；并且n为1或2。
根据一方面，提供了包括该化合物的用于锂二次电池的添加剂。
根据又一方面，提供了用于锂二次电池的电解液，其包括：锂盐；有机溶剂；和添加剂，其中添加剂包括该化合物。
根据又一方面，提供了锂二次电池，其包括：包括正极活性物质的正电极；包括负极活性物质的负电极；布置在正电极和负电极之间的电解液，其中正电极、负电极和电解液中的至少一个包括该化合物。
公开的有益效果
根据实施方式的化合物可用作用于锂二次电池的添加剂，并且当化合物在用于锂二次电池的电解液中用作添加剂时，可改善锂二次电池在高温存储期间的电阻特性和低温放电容量。
附图说明
图1示出根据实施方式的锂二次电池的示意图。
图2示出当硬币电池单体在高温存储时，评估根据实施例1～实施例3和比较例1的硬币电池单体的交流内阻(AC-IR)的结果。
图3示出硬币电池单体在高温存储之前，通过使用电化学阻抗谱(EIS)测量根据实施例1～实施例3和比较例1的硬币电池单体的内阻的结果。
图4示出硬币电池单体在高温存储后4天，通过使用EIS测量根据实施例1～实施例3和比较例1的硬币电池单体的内阻的结果。
图5示出硬币电池单体在高温存储后10天，通过使用EIS测量根据实施例1～实施例3和比较例1的硬币电池单体的内阻的结果。
图6为评估根据实施例2和实施例3以及比较例1的硬币电池单体的低温(-10℃)放电特性的结果。
具体实施方式
下文，将更详细描述根据示例实施方式的用于锂二次电池的电解液和包括其的锂二次电池。
根据实施方式的新型化合物包括：环砜基；和与其连接的甲硅烷基，甲硅烷基含有不饱和烃基。
在该化合物中，当锂二次电池在低温下放电时，环砜基可抑制锂二次电池在高温存储期间的电阻增加率，并且含有不饱和烃基的甲硅烷基可通过诱导大量电子的放电来改善低温放电特性。在该化合物中，环砜基的结构具有比线性砜结构更高的极性，因此，可确保卓越的溶解性而没有在电解液中沉淀的问题，并且环砜基通过有效地吸附在电极板的表面上而展示改善高温性能的效果。另外，化合物中的甲硅烷基可包括至少一个不饱和烃基，并且与没有不饱和烃基时相比，不饱和烃基的还原聚合在活性物质的界面处进行，因此，低温锂离子电导率可以通过含有甲硅烷基的有效保护膜来改善。
相应地，在锂离子电池中，该化合物可同时改善高温存储期间的电阻，并且改善低温放电容量。
根据示例，该化合物可由下面的式1表示：
式1
其中在式1中，R1～R9各自独立地选自氢、氘、氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)、羟基、氰基、硝基、氨基、甲脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、取代的或未取代的C1-C60烷基、取代的或未取代的C2-C60烯基、取代的或未取代的C2-C60炔基、取代的或未取代的C1-C60烷氧基、取代的或未取代的C3-C10环烷基、取代的或未取代的C2-C10杂环烷基、取代的或未取代的C3-C10环烯基、取代的或未取代的C2-C10杂环烯基、取代的或未取代的C6-C60芳基、取代的或未取代的C6-C60芳氧基、取代的或未取代的C6-C60芳硫基、取代的或未取代的C2-C60杂芳基、取代的或未取代的单价非芳族稠合多环基团、取代的或未取代的单价非芳族稠合杂多环基团、-N(Q1)(Q2)、-Si(Q3)(Q4)(Q5)和-B(Q6)(Q7)，其中Q1～Q7各自独立地选自氢、C1-C60烷基、C2-C60烯基、C2-C60炔基、C1-C60烷氧基、C3-C10环烷基、C2-C10杂环烷基、C3-C10环烯基、C2-C10杂环烯基、C6-C60芳基、C6-C60芳氧基、C6-C60芳硫基、C2-C60杂芳基、单价非芳族稠合多环基团和单价非芳族稠合杂多环基团；L选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C8亚烷基、取代的或未取代的C2-C8亚烯基、取代的或未取代的C2-C8亚炔基、取代的或未取代的C1-C8亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C8亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C8亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C8环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C10芳基、取代的或未取代的5元～10元杂芳基或-N(Q1)-，其中Q1如上所述；m为1、2或3；并且n为1或2。
根据示例，在式1中，R1～R7可各自独立地选自氢、氘、氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)、羟基、氰基、硝基、氨基、甲脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、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C2-C10炔基或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；R8和R9可各自独立地选自取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C2-C10炔基或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；L可选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C4亚烷基、取代的或未取代的C2-C4亚烯基、取代的或未取代的C2-C4亚炔基、取代的或未取代的C1-C4亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C4亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C4亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C6环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C8芳基、取代的或未取代的5元～8元杂芳基或-N(Q1)-；并且m可为1；并且n可为1。
根据示例，在式1中，R1～R7可各自独立地选自氢、未取代的C1-C8烷基、未取代的C2-C8烯基、未取代的C2-C8炔基或未取代的C1-C8烷氧基；R8～R9可各自独立地选自未取代的C1-C8烷基、未取代的C2-C8烯基、未取代的C2-C8炔基或未取代的C1-C8烷氧基；L可选自O、S、羰基、未取代的C1-C4亚烷基、未取代的C2-C4亚烯基、未取代的C2-C4亚炔基、未取代的C1-C4亚杂烷基、未取代的C2-C4亚杂烯基、未取代的C2-C4亚杂炔基或-N(Q1)-；m可为1；并且n可为1。
根据示例，该化合物可由下面的式2表示：
式2
其中在式2中，R5～R7可各自独立地选自氢、未取代的C1-C4烷基、未取代的C2-C4烯基、未取代的C2-C4炔基或未取代的C1-C4烷氧基；R8和R9可各自独立地选自未取代的C1-C4烷基、未取代的C2-C4烯基、未取代的C2-C4炔基或未取代的C1-C4烷氧基；L可选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C4亚烷基、取代的或未取代的C2-C4亚烯基、取代的或未取代的C2-C4亚炔基、取代的或未取代的C1-C4亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C4亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C4亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C6环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C8芳基、取代的或未取代的5元～8元杂芳基或-N(Q1)-；并且m可为1、2或3。
在式1或式2中的R1～R9中，取代的C1-C60烷基、取代的C2-C60烯基、取代的C2-C60炔基、取代的C1-C60烷氧基、取代的C3-C10环烷基、取代的C2-C10杂环烷基、取代的C3-C10环烯基、取代的C2-C10杂环烯基、取代的C6-C60芳基、取代的C6-C60芳氧基、取代的C6-C60芳硫基、取代的C2-C60杂芳基、取代的单价非芳族稠合多环基团和取代的单价非芳族稠合杂多环基团中的至少一个取代基可选自氘、-F、-Cl、-Br、-I、羟基、氰基、硝基、甲脒基、肼基、亚肼基、C1-C10烷基、C2-C10烯基、C2-C10炔基和C1-C20烷氧基。
例如，式1中的R1～R9可各自独立地选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、-F、-Cl、-Br、-I、甲氧基、乙氧基、乙烯基、异氰酸酯(-N＝C＝O)基和-CF3基。
例如，式1中的R1～R7可各自独立地选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、-F、-Cl、-Br、-I、甲氧基、乙氧基、乙烯基、异氰酸酯(-N＝C＝O)基和-CF3基，并且R8和R9可各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和-CF3基。
例如，在式1中，L可为-O-、-S-、-C(＝O)-、-CH2-、-CHF-、-CF2-、-C≡C-、-O-CH2-、-CH2-CH2-、-CF2-CF2-、-O-CH2-CH2-、-CH2-O-CH2-、-O-CH2-O-CH2-、-CF2-CH2-CF2-、-O-CF2-CH2-CF2-、-CH2-CH2-CH2-、-O-CH2-CH2-CH2-、-CF2-CF2-CF2-、-CH2-CH2-CH2-CH2-、-CF2-CH2-CH2-CF2-、-CF2-CF2-CF2-CF2-、-C(CH3)2-、-C(C2H5)2-、-C(C3H7)2-、-C(CH3)2-C(CH3)2-、-CH2-CH2-C(CH3)2-、-CF2-CH2-C(CH3)2-、-C(CH3)2-CH2-C(CH3)2-、-C(C6H5)2-C(C6H5)2-、-CF2-CH2-C(C6H5)2-或-C(C6H5)2-CH2-C(C6H5)2-。例如，L可为-O-、-S-、-C(＝O)-、-CH2-或-O-CH2-。
例如，该化合物可为由下面的式3表示的化合物：
式3
根据实施方式的新型化合物可用作用于锂二次电池的添加剂。该化合物可作为添加剂包括在锂二次电池的正电极、负电极和电解液中的至少一个中。特别地，当该化合物用作用于锂二次电池的电解液的添加剂时，能够改善锂二次电池的特性，比如高温存储期间的电阻、热稳定性和低温放电容量。
根据实施方式的用于锂二次电池的电解液可包括：锂盐；有机溶剂；和添加剂，其中添加剂可包括环砜基；和与其连接的甲硅烷基，甲硅烷基含有不饱和烃基。
通过包括上述化合物，用于锂二次电池的电解液可改善锂二次电池的特性，比如高温存储期间的电阻、热稳定性和低温放电容量。
此外，用于锂二次电池的电解液具有卓越的抑制具有高镍含量的含有锂过渡金属氧化物作为正极活性物质的锂二次电池的高温下电阻的效果，因此，可提供具有改善的寿命和高温稳定性的锂二次电池。
具有高输出和高容量的锂二次电池可通过使用含有镍和一种或多种其他过渡金属并且相对于过渡金属的总摩尔数具有例如80mol％或更高的镍含量的锂过渡金属氧化物作为正极活性物质来制造。然而，具有高镍含量的锂过渡金属氧化物具有不稳定的表面结构，因此，由于在电池的充电和放电期间的副反应，气体生成增加，并且过渡金属比如镍的溶出加剧。相应地，使用具有高镍含量的锂过渡金属氧化物作为正极活性物质的锂二次电池可具有降低的寿命特性和增加的高温下电阻，因此，需要改善高温下的稳定性。
根据实施方式的用于锂二次电池的电解液包括下述化合物：具有环砜基；和与其连接的甲硅烷基，甲硅烷基含有不饱和烃基，因此，具有低电阻的固体电解质界面(SEI)膜和/或保护层可形成，并且相应地，可降低电池的内阻。另外，通过显著减少高温存储期间溶出的镍的量，由于卓越的抑制高温下电阻的效果，能够解决上述问题并制造具有改善的寿命和高温稳定性的锂二次电池。
具有环砜基；和与其连接的甲硅烷基(甲硅烷基含有不饱和烃基)的化合物可为由下面的式1表示的化合物：
式1
其中在式1中，R1～R9各自独立地选自氢、氘、氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)、羟基、氰基、硝基、氨基、甲脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、取代的或未取代的C1-C60烷基、取代的或未取代的C2-C60烯基、取代的或未取代的C2-C60炔基、取代的或未取代的C1-C60烷氧基、取代的或未取代的C3-C10环烷基、取代的或未取代的C2-C10杂环烷基、取代的或未取代的C3-C10环烯基、取代的或未取代的C2-C10杂环烯基、取代的或未取代的C6-C60芳基、取代的或未取代的C6-C60芳氧基、取代的或未取代的C6-C60芳硫基、取代的或未取代的C2-C60杂芳基、取代的或未取代的单价非芳族稠合多环基团、取代的或未取代的单价非芳族稠合杂多环基团、-N(Q1)(Q2)、-Si(Q3)(Q4)(Q5)和-B(Q6)(Q7)，其中Q1～Q7各自独立地选自氢、C1-C60烷基、C2-C60烯基、C2-C60炔基、C1-C60烷氧基、C3-C10环烷基、C2-C10杂环烷基、C3-C10环烯基、C2-C10杂环烯基、C6-C60芳基、C6-C60芳氧基、C6-C60芳硫基、C2-C60杂芳基、单价非芳族稠合多环基团和单价非芳族稠合杂多环基团；L选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C8亚烷基、取代的或未取代的C2-C8亚烯基、取代的或未取代的C2-C8亚炔基、取代的或未取代的C1-C8亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C8亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C8亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C8环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C10芳基、取代的或未取代的5元～10元杂芳基或-N(Q1)-，其中Q1如上所述；m为1、2或3；并且n为1或2。
这如上所述。
根据示例，相对于电解液的总重，该化合物的含量的范围可为约0.001wt％～约20wt％。相对于电解液的总重，该化合物的含量范围的上限可为20wt％、例如15wt％、10wt％、5wt％、3wt％或1wt％。相对于电解液的总重，该化合物的含量范围的下限可为0.001wt％，例如0.01wt％、0.05wt％、0.07wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％或0.5wt％。在上述范围内，能够有效改善锂二次电池的高温存储特性和低温放电容量，但是含量范围不限于此，并且可在考虑与其他添加剂、用作正极活性物质的材料、负极活性物质的材料等的组合的常用的范围内进行调整。
根据实施方式，锂盐可包括选自由下述组成的组中的至少一种：LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(2≤x≤20且2≤y≤20)、LiCl、LiI、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、双(草酸)硼酸锂(LiBOB)、LiPO2F2和由下面的式4～式7表示的化合物，但是不限于此，并且可使用本领域中可用作锂盐的所有锂盐。
电解液中锂盐的浓度可为约0.01M～约5.0M，例如，约0.05M～约5.0M，例如，约0.1M～约5.0M，例如，约0.1M～约2.0M。当锂盐的浓度在上面范围内时，可获得进一步改善的锂二次电池特性。
有机溶剂可为选自碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂和酮类溶剂中的至少一种。
作为碳酸酯类溶剂，可使用碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、碳酸亚丁酯(BC)等；作为酯类溶剂，可使用丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸二甲酯、γ丁内酯、癸内酯、γ戊内酯、甲羟戊酸内酯、己内酯等；并且作为醚类溶剂，可使用二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃等；作为酮类溶剂，可使用环己酮等；并且作为腈类溶剂，可使用乙腈(AN)、琥珀腈(SN)、己二腈等。作为其他溶剂，可使用二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃等，但是有机溶剂不必限于此，并且可使用本领域中可用作有机溶剂的任何溶剂。例如，有机溶剂可包括约50vol％～约95vol％的链状碳酸酯和约5vol％～约50vol％的环状碳酸酯的混合溶剂，例如，约70vol％～约95vol％的链状碳酸酯和约5vol％～约30vol％的环状碳酸酯的混合溶剂。例如，有机溶剂可为三种或更多种有机溶剂的混合溶剂。
根据实施方式，有机溶剂可包括选自由下述组成的组中的至少一种：碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、碳酸亚丁酯(BC)、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、二甲亚砜、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，但是不限于此，并且可使用本领域中可用作有机溶剂的任何有机溶剂。
电解液可呈液态或凝胶态。电解液可通过向有机溶剂添加锂盐和前述的添加剂来制备。
根据另一实施方式的锂二次电池包括：包括正极活性物质的正电极；包括负极活性物质的负电极；和布置在正电极和负电极之间的电解液，其中正电极、负电极和电解液中的至少一个可包括上述化合物，该化合物具有环砜基；和与其连接的甲硅烷基，甲硅烷基含有不饱和烃基。根据示例，至少锂二次电池的电解液可包括该化合物。
通过包括上述化合物，锂二次电池可改善锂二次电池的特性，比如高温存储期间的电阻、热稳定性和低温放电容量。
正极活性物质包括含有镍和其他过渡金属的锂过渡金属氧化物。在包括镍和其他过渡金属的锂过渡金属氧化物中，相对于过渡金属的总摩尔数，镍的量可为60mol％或更多，例如，75mol％或更多，例如，80mol％或更多，例如，85mol％或更多，或者例如，90mol％或更多。
例如，锂过渡金属氧化物可为由下面的式8表示的化合物：
式8
LiaNixCoyMzO2-bAb，
其中在式8中，1.0≤a≤1.2，0≤b≤0.2，0.6≤x<1，0<y≤0.3，0<z≤0.3，并且x+y+z＝1，M为选自锰(Mn)、钒(V)、镁(Mg)、镓(Ga)、硅(Si)、钨(W)、钼(Mo)、铁(Fe)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、钛(Ti)、铝(Al)和硼(B)中的至少一种，并且A为F、S、Cl、Br或其组合。例如，它可为0.7≤x<1，0<y≤0.3，且0<z≤0.3；0.8≤x<1，0<y≤0.3，且0<z≤0.3；0.8≤x<1，0<y≤0.2，且0<z≤0.2；0.83≤x<0.97，0<y≤0.15，且0<z≤0.15；或0.85≤x<0.95，0<y≤0.1，且0<z≤0.1。
例如，锂过渡金属氧化物可为由下面的式9和式10表示的至少一种化合物：
式9
LiNixCoyMnzO2，
其中在式9中，0.6≤x≤0.95，0<y≤0.2，且0<z≤0.1，例如，0.7≤x≤0.95，0<y≤0.3，且0<z≤0.3，
式10
LiNixCoyAlzO2，
其中在式10中，0.6≤x≤0.95，0<y≤0.2，且0<z≤0.1，例如，0.7≤x≤0.95，0<y≤0.3，且0<z≤0.3，例如，0.8≤x≤0.95，0<y≤0.3，且0<z≤0.3，例如，0.82≤x≤0.95，0<y≤0.15，且0<z≤0.15，例如，0.85≤x≤0.95，0<y≤0.1，且0<z≤0.1。
例如，锂过渡金属氧化物可为LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.88Co0.08Mn0.04O2、LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi0.88Co0.1Mn0.02O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.2O2或LiNi0.88Co0.1Al0.02O2。
根据另一实施方式，正极活性物质包括选自由下述组成的组中的至少一种活性物质：Li-Ni-Co-Al(NCA)、Li-Ni-Co-Mn(NCM)、锂钴氧化物(LiCoO2)、锂锰氧化物(LiMnO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)和磷酸锂铁(LiFePO4)。
负极活性物质可包括选自硅类化合物、碳类材料、硅类化合物和碳类化合物的复合物以及硅氧化物(SiOx，0<x<2)中的至少一种。硅类化合物可为硅颗粒、硅合金颗粒等。
硅类化合物的尺寸可小于200nm，例如，约10nm～约150nm。当硅类化合物为球形时，术语“尺寸”可指示平均粒径，并且当硅颗粒为非球形时，可指示平均长轴长度。
当硅类化合物的尺寸在上面范围时，寿命特性为卓越的，因此当使用根据实施方式的电解液时，进一步改善了锂二次电池的寿命。
碳类材料可为结晶碳、非晶碳或其混合物。结晶碳可为石墨，比如不定形的，板状、片状、球状或纤维状天然石墨或人造石墨，并且非晶碳可为软碳(低温煅烧炭)或硬碳、中间相沥青碳化物、煅烧焦炭等。
硅类化合物和碳类化合物的复合物可为具有其中硅纳米颗粒布置在碳类化合物上的结构的复合物，其中硅颗粒包括在碳类化合物的表面上和内部的复合物，以及其中硅颗粒涂覆有碳类化合物并且包括在碳类化合物中的复合物。在硅类化合物和碳类化合物的复合物中，碳类化合物可为石墨、石墨烯、石墨烯氧化物或其组合。
硅类化合物和碳类化合物的复合物可为通过将平均粒径为约200nm或更小的硅纳米颗粒分散在碳类化合物颗粒上，然后用碳、其中硅(Si)颗粒存在于石墨上和石墨内部的活性物质等涂覆而获得的活性物质。硅类化合物和碳类化合物的复合物的次级颗粒的平均粒径可为约5μm～约20μm。硅纳米颗粒的平均粒径可为5nm或更多，例如，10nm或更多，例如，20nm或更多，例如，50nm或更多，例如，70nm或更多。硅纳米颗粒的平均粒径可为200nm或更少、150nm或更少、100nm或更少、50nm或更少、20nm或更少或者10nm或更少。例如，硅纳米颗粒的平均粒径可为约100nm～约150nm。
硅类化合物和碳类化合物的复合物的次级颗粒的平均粒径可为约5μm～约20μm，例如，7μm～约15μm，例如，10μm～约13μm。
作为硅类化合物和碳类化合物的复合物的另一示例，可使用韩国专利公开第10-2018-0031585号中公开的多孔硅复合物簇和韩国专利公开第10-2018-0056395号中公开的多孔硅复合物簇结构。韩国专利公开第10-2018-0031586号和韩国专利公开第10-2018-0056395号通过引用并入本文。
根据实施方式的硅碳类化合物复合物可为多孔硅复合物簇，其含有包括多孔硅复合物次级颗粒的多孔核和包括布置在核上的第二石墨烯的壳，其中多孔硅复合物次级颗粒包括两种或更多种硅复合物初级颗粒的聚集体，并且硅复合物初级颗粒包括：硅；布置在硅上的硅氧化物(SiOx)(O<x<2)；和布置在硅氧化物上的第一石墨烯。
根据另一实施方式的硅碳类化合物复合物可为多孔硅复合物簇，其包括多孔硅复合物次级颗粒和在多孔硅复合物次级颗粒的至少一个表面上的第二碳片；和多孔硅复合物簇结构，其包括布置在多孔硅复合物簇上的包含非晶碳的碳类涂覆膜，其中多孔硅复合物次级颗粒包括两种或更多种硅复合物初级颗粒的聚集体，并且硅复合物初级颗粒包括：硅；在硅的至少一个表面上的硅氧化物(SiOx)(O<x<2)；和在硅氧化物的至少一个表面上的第一碳片，并且硅氧化物以膜、基质或其组合的形式存在。
第一碳片和第二碳片可各自以膜、颗粒、基质或其组合的形式存在。另外，第一碳片和第二碳片可各自为石墨烯、石墨、碳纤维、石墨烯氧化物等。
硅类化合物和碳类化合物的上述复合物可为具有其中硅纳米颗粒布置在碳类化合物上的结构的复合物，其中硅颗粒包括在碳类化合物的表面上和内部的复合物，和其中硅颗粒涂覆有碳类化合物并且包括在碳类化合物中的复合物。在硅类化合物和碳类化合物的复合物中，碳类化合物可为石墨、石墨烯、石墨烯氧化物或其组合。
锂二次电池在形式上没有特别限制，并且可包括锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂硫电池等。
锂二次电池可通过下述方法来制备。
首先，制备正电极。
例如，正电极组合物通过混合正极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂来制备。正极活性物质组合物可直接涂覆在金属集流体上以制备正电极板。可选地，正极活性物质组合物可浇铸在单独的载体上，然后从载体上分离的膜可层压在金属集流体上以制备正电极板。正电极不限于上面列举的形式并且可具有除上面形式之外的形式。
正极活性物质可为例如含锂的金属氧化物，并且可使用本领域中常用的任何一种，而没有限制。例如，可使用锂和选自钴、锰、镍和其组合的金属的络合氧化物中的一种或多种，对于具体的示例，可使用由下述化学式中的任何一个表示的任何化合物：LiaA1-bB1 bD1 2(其中0.90≤a≤1.8，且0≤b≤0.5)；LiaE1-bB1 bO2-cD1 c(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，且0≤c≤0.05)；LiE2-bB1 bO4-cD1 c(其中0≤b≤0.5，且0≤c≤0.05)；LiaNi1-b-cCobB1 cD1 α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α≤2)；LiaNi1-b-cCobB1 cO2-αF1 α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNi1-b-cCobB1 cO2-αF1 2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNi1-b-cMnbB1 cDα(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α≤2)；LiaNi1-b-cMnbB1 cO2-αF1 α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNi1-b- cMnbB1 cO2-αF1 2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，且0<α<2)；LiaNibEcGdO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，且0.001≤d≤0.1)；LiaNibCocMndGeO2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，且0.001≤e≤0.1)；LiaNiGbO2(其中0.90≤a≤1.8，且0.001≤b≤0.1)；LiaCoGbO2(其中0.90≤a≤1.8，且0.001≤b≤0.1)；LiaMnGbO2(其中0.90≤a≤1.8，且0.001≤b≤0.1)；LiaMn2GbO4(其中0.90≤a≤1.8，且0.001≤b≤0.1)；QO2；QS2；LiQS2；V2O5；LiV2O5；LiIO2；LiNiVO4；Li(3-f)J2(PO4)3(0≤f≤2)；Li(3-f)Fe2(PO4)3(0≤f≤2)；和LiFePO4。
在这些化学式中，A可为Ni、Co、Mn或其组合；B1可为Al、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、稀土元素或其组合；D1可为O、F、S、P或其组合；E可为Co、Mn或其组合；F1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，可使用LiCoO2、LiMnxO2x(x＝1、2)、LiNi1-xMnxO2x(0<x<1)、LiNi1-x-yCoxMnyO2(0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)、LiFePO4等。
可使用在上面提到的化合物的表面上具有涂层的化合物，或可使用上面提到的化合物和具有涂层的化合物的混合物。涂层可包括涂覆元素的化合物，比如涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氢氧化物、涂覆元素的羟基氧化物、涂覆元素的氧碳酸盐或涂覆元素的碱式碳酸盐。构成涂层的化合物可为非晶的或结晶的。作为涂层中包括的涂覆元素，可使用Mg、Al、Co、K、Na、Ca、Si、Ti、V、Sn、Ge、Ga、B、As、Zr或其混合物。在形成涂层的工艺中，可使用任何涂覆方法(例如，喷涂、浸渍法等)，只要可通过使用这些元素以不会不利地影响正极活性物质的物理性质的方式涂覆化合物，并且因为这可被本领域技术人员很好地理解，所以将省略其详细描述。
炭黑、石墨细颗粒等可用作导电材料，但是导电材料不限于此，并且可使用本领域中可用作导电材料的任何材料。
粘结剂的示例包括偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯(PTFE)、其混合物或苯乙烯丁二烯橡胶类聚合物等，但是其不必限于此，并且可使用本领域中使用的任何粘结剂。
N-甲基吡咯烷酮、丙酮或水可用作溶剂，但是溶剂不限于此，并且可使用本领域中可使用的任何溶剂。
正极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂的量为锂电池中常用的水平。取决于锂电池的预期用途和配置，可省略导电材料、粘结剂和溶剂中的一种或多种。
接下来，制备负电极。
例如，负极活性物质组合物通过混合负极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂来制备。负极活性物质组合物可直接涂覆在金属集流体上以制备负电极板。可选地，负极活性物质组合物可浇铸在单独的载体上，然后从载体上分离的膜可层压在金属集流体上以制备负电极板。
对于负极活性物质，可使用现有技术中可用作负极活性物质的任何材料。例如，负极活性物质可包括选自锂金属、可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一种或多种。
例如，可与锂形成合金的金属可为Si、Sn、Al、Ge、Pb、Bi、Sb和Si-Y合金(Y可为碱金属、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，并且不为Si)和Sn-Y合金(Y可为碱金属、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，并且不为Sn)等。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、Tl、Ge、P、As、Sb、Bi、S、Se、Te、Po或其组合。
例如，过渡金属氧化物可为锂钛氧化物、钒氧化物或锂钒氧化物。
例如，非过渡金属氧化物可为SnO2、SiOx(0<x<2)等
碳类材料可为结晶碳、非晶碳或其混合物。结晶碳可为石墨比如无定形的，板状、片状、球状或纤维状天然石墨或人造石墨，并且非晶碳可为软碳(低温煅烧炭)或硬碳、中间相沥青碳化物、煅烧焦炭等。
在负极活性物质组合物中，可使用与正极活性物质组合物的情况中相同的导电材料和粘结剂。
负极活性物质、导电材料、粘结剂和溶剂的量为锂电池中常用的水平。取决于锂电池的预期用途和配置，可省略导电材料、粘结剂和溶剂中的一种或多种。
接下来，制备要插入在正电极和负电极之间的隔膜。
取决于锂电池的预期用途和配置，可省略导电材料、粘结剂和溶剂中的一种或多种。可使用对电解液的离子运动具有低阻力并且具有卓越的电解液浸渍能力的隔膜。隔膜可例如选自玻璃纤维、聚酯、特氟龙、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)或其组合，并且可为无纺织物或纺织物的形式。例如，卷绕的隔膜比如聚乙烯、聚丙烯等可用于锂离子电池单体，并且具有卓越的有机电解液浸渍能力的隔膜可用于锂离子聚合物电池单体。例如，可根据下述方法制备隔膜。
首先，隔膜组合物通过混合聚合物树脂、填料和溶剂来制备。隔膜组合物可直接涂覆在电极上并且干燥以形成隔膜。可选地，在将隔膜组合物浇铸在载体上并且干燥后，可以将从载体上剥离的隔膜堆叠在电极上以形成隔膜。
用于制造隔膜的聚合物树脂没有特别限制，并且可使用在电极板的粘结剂中使用的任何物质。例如，可使用偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯或其混合物。
另外，隔膜包括但不限于例如聚乙烯隔膜(PES)、聚丙烯隔膜(PPS)、陶瓷涂覆的隔膜(CCS)、聚合物涂覆的隔膜(PCS)、多层涂覆的隔膜(MCS)、多功能隔膜(MFS)等，并且其组合也是可能的。
接下来，制备上述电解液。
如图1中示出，锂电池1包括正电极3、负电极2和隔膜4。上述正电极3、负电极2和隔膜4卷绕或折叠以容纳在电池壳体5中。随后，将有机液体电解液注入电池壳体5中，并且用盖组件6密封，以完成锂电池1。电池壳体可为圆柱形、棱柱形或薄膜型。例如，锂电池可为大型薄膜电池。锂电池可为锂离子电池。
对于圆柱形电池，具有圆柱形的电极组件可形成(其中隔膜卷绕在正电极和负电极之间)，插入圆柱罐中，然后可将电解液注入圆柱罐中。圆柱罐可由钢、钢合金、镀镍钢、镀镍钢合金、铝、铝合金或其等同材料形成，但是材料不限于此。另外，在圆柱罐中，向内凹陷的卷边部分可在盖组件的底部围绕盖组件形成，以防止盖组件脱离到外部，并且向内弯曲的卷曲部分可形成在卷边部分上。
同时，可堆叠多个电池结构(其中隔膜布置在正电极和负电极之间)以形成电池组，并且这种电池组可用于需要高容量和高输出的所有装置中。例如，电池组可用于膝上型计算机、智能电话、电动车辆等。
与采用一般的富镍的锂镍复合氧化物作为正极活性物质的锂二次电池相比，根据实施方式的锂二次电池具有显著降低的直流内阻(DC-IR)增加率，从而展示卓越的电池特性。
正电极、负电极和电解液应用于其的锂二次电池的工作电压可具有例如约2.5V～约2.8V的下限和约4.1V或更高(例如，约4.1V～约4.47V)的上限。
另外，锂二次电池可应用于例如通过从由电池运行的电机接收动力而移动的电动工具；电动车辆(EV)，其包括混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)等；电动两轮车辆，其包括电动自行车和电动踏板车；电动高尔夫球车；电力存储系统等，但是不限于此。
在本文中使用的术语“烷基”意指支链的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。烷基包括甲基、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、环庚基等，但是不限于此，并且在另一实施方式中，这些烷基中的每一个可任选地为取代的。在另一实施方式中，烷基可含有1～6个碳原子。例如，C1-C6烷基可包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、戊基、3-戊基、己基等，但是不限于此。
烷基中的一个或多个氢原子可被下述取代：卤素原子、被卤素原子取代的C1-C20烷基(例如，CF3、CHF2、CH2F、CCl3等)、C1-C20烷氧基、C2-C20烷氧基烷基、羟基、硝基、氰基、氨基、甲脒基、肼、腙、羧基或其盐、磺酰基、氨磺酰基、磺酸基或其盐、磷酸或其盐，或者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、C7-C20杂芳基烷基、C6-C20杂芳氧基或C6-C20杂芳氧基烷基。
在本说明书中，术语“烯基”指包括至少一个碳-碳双键并且碳数为2～20的烃基，并且包括乙烯基、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、环己烯基等，但是不限于此。在另一实施方式中，烯基可为取代的或未取代的。在另一实施方式中，烯基可具有2～40的碳数。
在本说明书中，术语“炔基”指包括至少一个碳-碳三键并且碳数为2～20的烃基，并且包括乙炔基、1-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基等，但是不限于此。在另一实施方式中，炔基可为取代的或未取代的。在另一实施方式中，炔基可具有2～40的碳数。
在本说明书中，取代基衍生自未取代的母体基团，其中一个或多个氢原子被另一个原子或官能团替代。除非以其他方式指示，否则当官能团认为是“取代的”时，意指官能团被独立地选自由下述组成的组中的一个或多个取代基取代：C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷氧基、卤素、氰基、羟基和硝基。当官能团描述为“任选地取代”时，官能团可被上述取代基取代。
术语“卤素”包括氟、溴、氯、碘等。
“烷氧基”指“烷基-O-”，其中烷基如上所述。烷氧基的示例包括甲氧基、乙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基和己氧基。烷氧基的一个或多个氢原子可被与上面提到的烷基的情况中相同的取代基取代。
“杂芳基”意指包括选自N、O、P或S中的至少一个杂原子和作为剩余的环原子的碳的单环或双环有机基团。杂芳基可包括例如1～5个杂原子和5～10个环成员。S或N可氧化成具有各种氧化态。
杂芳基的示例包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、异噻唑基、1,2,3-噁二唑基、1,2,4-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、1,2,3-噻二唑基、1,2,4-噻二唑基、1,2,5-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、异噻唑-3-基、异噻唑-4-基、异噻唑-5-基、噁唑-2-基、噁唑-4-基、噁唑-5-基、异噁唑-3-基、异噁唑-4-基、异噁唑-5-基、1,2,4-三唑-3-基、1,2,4-三唑-5-基、1,2,3-三唑-4-基、1,2,3-三唑-5-基、四唑基、吡啶-2-基、吡啶-3-基、2-吡嗪-2-基、吡嗪-4-基、吡嗪-5-基、2-嘧啶-2-基、4-嘧啶-2-基或5-嘧啶-2-基。
术语“杂芳基”包括其中杂芳环任选地与至少一个芳基、脂环或杂环稠合的情况。
术语“碳环”指饱和的或部分不饱和的非芳族单环、双环或三环烃基。
单环烃的示例包括环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基等。
双环烃的示例包括冰片基、十氢萘基、二环[2.1.1]己基、二环[2.1.1]庚基、二环[2.2.1]庚烯基或二环[2.2.2]辛基。
三环烃的示例包括金刚烷基等。
碳环的一个或多个氢原子可被与上面提到的烷基的情况中相同的取代基取代。
通过下述实施例和比较例更详细地解释本公开。然而，实施例用于示例说明本公开，并且本公开的范围不限于此。
(制备例1)
最终化合物2通过下述合成工艺来制备：
化合物1的合成：
将3-环丁烯砜(5g，42.2mmol)和氢氧化钾(2.6g，46.6mmol)溶解在8ml的蒸馏水中，并且在40℃下加热并搅拌约5小时。将反应混合物冷却至室温后，用浓盐酸水溶液中和溶液。通过过滤去除氯化钾盐并且浓缩滤液。将所获得的粗产物溶解在少量的丙酮中，穿过用乙酸乙酯作为显影液的硅胶，然后浓缩，以获得白色固体(化合物1)。
化合物2的合成：
将化合物1(1g，7.34mmol)溶解在二氯甲烷(20ml)中后，添加三乙胺(0.82g，8.08mmol)，并且将溶液冷却至0℃。向上面的溶液逐滴缓慢添加氯二甲基乙烯基硅烷(0.93g，7.71mmol)，反应进行2小时，并且过滤所形成的沉淀物，并且浓缩所过滤的溶液。在减压下蒸馏所浓缩的液体，以获得清澈液体状态的化合物2。
(硬币电池单体的制备)
实施例1
在将1.5M的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)的体积比为10:15:30:45的混合溶剂后，添加相对于电解液的总重为0.1wt％的制备例1中合成的化合物2，以制备用于锂二次电池的电解液。
将97wt％的作为正极活性物质的LCO、0.5wt％的作为导电材料的人造石墨粉末和0.8wt％的作为导电材料的炭黑，以及1.7wt％的聚偏二氟乙烯(PVDF)放入N-甲基-2-吡咯烷酮中，并且通过使用机械搅拌器搅拌4小时以制备正极活性物质浆料。通过使用涂布机将浆料均匀地涂布在12μm厚的铝集流体上，并且用100℃的热空气干燥。然后将所干燥的产物辊压以制备正电极。
作为负极活性物质，将98wt％的人造石墨、1wt％的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和1wt％的羧甲基纤维素(CMC)混合并且分散在水中以制备负极活性物质浆料。通过使用涂布机以连续的方式将浆料均匀地涂布在10μm厚的铜集流体上，并且用100℃的热空气干燥。然后将所干燥的产物辊压以制备负电极。
通过使用所制备的正电极和负电极、14μm厚的聚乙烯隔膜和电解液，来制备硬币电池单体。
实施例2
以与实施例1相同的方式制备锂二次电池，不同在于添加0.5wt％的制备例1中合成的化合物2。
实施例3
以与实施例1相同的方式制备硬币电池单体，不同在于添加1.0wt％的制备例1中合成的化合物2。
比较例1
以与实施例1相同的方式制备硬币电池单体，不同在于使用其中未添加制备例1中合成的化合物2的电解液。
(评估例)
评估例1：在高温(60℃)存储期间的AC内阻(AC-IR)的评估
在以0.2C的恒定电流充电直到电压达到4.47V-恒定电压充电，并且在0.02C截止的条件下，将实施例1～实施例3和比较例1中制备的硬币电池单体充电至100％的荷电状态(SOC)(当电池以3.0V～4.47V充电/放电时，完全充电，并且当电池的总充电容量设定为100％时，电池充电至具有100％的充电容量)，然后将电池在60℃下存储10天。
对于在60℃下存储之前(第0天)的硬币电池单体，测量初始交流内阻(AC-IR，mΩ)，并且在4天(第4天)和10天(第10天)后测量AC-IR的结果，并且AC-IR增加率在下面的表1和图2中示出。
【表1】
如表1和图2中示出，可见与不包括化合物2的情况相比，通过在电解液中包括制备例1中合成的化合物2，实施例1～实施例3的硬币电池单体具有降低的AC-IR值，以及在60℃的高温存储期间降低的AC-IR增加率。当含有0.5wt％的化合物2时，初始电阻和AC-IR增加率最低。
评估例2：通过使用EIS评估在高温(60℃)下存储期间的电阻
以与评估例1相同的方式，将实施例1～实施例3和比较例1中制造的硬币电池单体在60℃的高温存储10天，并且在存储前(第0天)、存储后4天(第4天)和存储后10天(第10天)，通过使用电化学阻抗谱(EIS)测量内阻。结果分别在图3～图5中示出。
曲线的半径越小，内阻越小，并且如图3～图5中示出，可见与其中不包括化合物2的情况相比，通过在电解液中包括制备例1中合成的化合物2，实施例1～实施例3的硬币电池在高温储存期间具有降低的内阻。当包含0.5wt％的化合物2时，示出了最小的电阻。
评估例3：低温(-10℃)放电特性的评估
对于实施例2和实施例3以及比较例1中制造的硬币电池单体，在室温(25℃)下以0.1C充电至4.47V然后以0.1C放电的过程进行一次，并且为了稳定以0.2C充电然后以0.2C放电的过程重复三次，然后，以0.5C充电至4.47V然后以0.5C放电的过程重复一次。在室温(25℃)下以0.5C对经过上面过程的硬币电池单体充电至4.47V，然后在-10℃的低温恒温箱(LH-CTC1，Neuronfit，Korea)中存储2小时，并且进行一次以0.2C放电的过程，以测量硬币电池单体的低温放电容量，并且结果在下面的表1和图6中示出。对于每个电池单体，测量低温放电容量两次。
【表2】
如表2和图6中示出，与比较例1的硬币电池单体相比，实施例2和实施例3的硬币电池单体示出了较小的低温放电容量减少，指示低温下的放电特性得到改善。
目前为止，已经参考附图和实施例描述了实施方式，但是这些仅为说明性的，并且本领域技术人员由这些将能够理解各种修改和等同的其他实施方式是可能的。因此，本公开的范围应由权利要求限定。
[附图标记的说明]
1：锂二次电池；2：负电极；
3：正电极；4：隔膜；
5：电池壳体；6：盖组件

Claims (12)

1.一种化合物，包括：环砜基；和与其连接的甲硅烷基，所述甲硅烷基含有不饱和烃基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物由下面的式1表示：
式1
其中在式1中，R1～R9各自独立地选自氢、氘、氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)、羟基、氰基、硝基、氨基、甲脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、取代的或未取代的C1-C60烷基、取代的或未取代的C2-C60烯基、取代的或未取代的C2-C60炔基、取代的或未取代的C1-C60烷氧基、取代的或未取代的C3-C10环烷基、取代的或未取代的C2-C10杂环烷基、取代的或未取代的C3-C10环烯基、取代的或未取代的C2-C10杂环烯基、取代的或未取代的C6-C60芳基、取代的或未取代的C6-C60芳氧基、取代的或未取代的C6-C60芳硫基、取代的或未取代的C2-C60杂芳基、取代的或未取代的单价非芳族稠合多环基团、取代的或未取代的单价非芳族稠合杂多环基团、-N(Q1)(Q2)、-Si(Q3)(Q4)(Q5)和-B(Q6)(Q7)，其中Q1～Q7各自独立地选自氢、C1-C60烷基、C2-C60烯基、C2-C60炔基、C1-C60烷氧基、C3-C10环烷基、C2-C10杂环烷基、C3-C10环烯基、C2-C10杂环烯基、C6-C60芳基、C6-C60芳氧基、C6-C60芳硫基、C2-C60杂芳基、单价非芳族稠合多环基团和单价非芳族稠合杂多环基团；L选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C8亚烷基、取代的或未取代的C2-C8亚烯基、取代的或未取代的C2-C8亚炔基、取代的或未取代的C1-C8亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C8亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C8亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C8环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C10芳基、取代的或未取代的5元～10元杂芳基或-N(Q1)-，其中Q1如上所述；m为1、2或3；并且n为1或2。
3.根据权利要求2所述的化合物，其中R1～R7各自独立地选自氢、氘、氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)、羟基、氰基、硝基、氨基、甲脒基、肼基、腙基、羧酸或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、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C2-C10炔基或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；R8和R9各自独立地选自取代的或未取代的C1-C10烷基、取代的或未取代的C2-C10烯基、取代的或未取代的C2-C10炔基或者取代的或未取代的C1-C10烷氧基；L选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C4亚烷基、取代的或未取代的C2-C4亚烯基、取代的或未取代的C2-C4亚炔基、取代的或未取代的C1-C4亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C4亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C4亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C6环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C8芳基、取代的或未取代的5元～8元杂芳基或-N(Q1)-；m为1；并且n为1。
4.根据权利要求2所述的化合物，其中R1～R7各自独立地选自氢、未取代的C1-C8烷基、未取代的C2-C8烯基、未取代的C2-C8炔基或未取代的C1-C8烷氧基；R8～R9各自独立地选自未取代的C1-C8烷基、未取代的C2-C8烯基、未取代的C2-C8炔基或未取代的C1-C8烷氧基；L选自O、S、羰基、未取代的C1-C4亚烷基、未取代的C2-C4亚烯基、未取代的C2-C4亚炔基、未取代的C1-C4亚杂烷基、未取代的C2-C4亚杂烯基、未取代的C2-C4亚杂炔基或-N(Q1)-；m为1；并且n为1。
5.根据权利要求2所述的化合物，其中所述化合物由下面的式2表示：
式2
其中在式2中，R5～R7各自独立地选自氢、未取代的C1-C4烷基、未取代的C2-C4烯基、未取代的C2-C4炔基或未取代的C1-C4烷氧基；R8和R9各自独立地选自未取代的C1-C4烷基、未取代的C2-C4烯基、未取代的C2-C4炔基或未取代的C1-C4烷氧基；L选自O、S、羰基、取代的或未取代的C1-C4亚烷基、取代的或未取代的C2-C4亚烯基、取代的或未取代的C2-C4亚炔基、取代的或未取代的C1-C4亚杂烷基、取代的或未取代的C2-C4亚杂烯基、取代的或未取代的C2-C4亚杂炔基、取代的或未取代的C3-C6环烷基、取代的或未取代的3元～10元杂环基、取代的或未取代的C5-C8芳基、取代的或未取代的5元～8元杂芳基或-N(Q1)-；并且m为1、2或3。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物由下面的式3表示：
式3
7.一种用于锂二次电池的添加剂，包括根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的化合物。
8.一种用于锂二次电池的电解液，包括：锂盐；有机溶剂；和添加剂，其中所述添加剂包括根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的化合物。
9.根据权利要求8所述的电解液，其中相对于所述电解液的总重，所述化合物的含量范围为约0.001wt％～约20wt％。
10.根据权利要求8所述的电解液，其中所述锂盐包括选自由下述组成的组中的至少一种：LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO2、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(2≤x≤20且2≤y≤20)、LiCl、LiI、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、双(草酸)硼酸锂(LiBOB)、LiPO2F2和由下面的式4～式7表示的化合物：
11.一种锂二次电池，包括：包括正极活性物质的正电极；包括负极活性物质的负电极；和布置在所述正电极和所述负电极之间的电解液，其中所述正电极、所述负电极和所述电解液中的至少一个包括根据权利要求1～权利要求6中任一项所述的化合物。
12.根据权利要求11所述的锂二次电池，其中所述电解液包括所述化合物。
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