TWI642218B - 電解質、電解質用組合物及包含其之鋰電池 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種電解質，包括：一聚合物，其係為一反應型添加劑和一起始劑的聚合產物，其中該反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基或乙烯基；一鋰鹽；以及一有機溶劑。本揭露也提供一種電解質用組合物及包含上述電解質之鋰電池。

Description

電解質、電解質用組合物及包含其之鋰電池

本揭露係有關於一種電解質及包含其之鋰電池，且特別是有關於一種不易燃燒，且可改善漏液並具有高離子傳導性的電解質及包含其之鋰電池。

固態電解質可分為有機、無機、有機-無機複合電解質。然而，有機高分子固態電解質(例如：PEO、PAN)導電度低(<10^-5S/cm)，無機固態電解質(例如：LLZO、LLTO、LAGP)雖然導電度高(約10^-3S/cm)，但是與正負極間界面阻抗大。此外，傳統的無機陶瓷固態電解質易脆、成膜性差、機械性質差、無法連續製程。有機-無機複合電解質雖然可降低界面阻抗，但是因為有機高分子的加入而使導電度下降。

因此，衍生第四類固態電解質為“類”固態電解質(Quasi-solid state electrolyte；QSSE)，亦即，在有機-無機複合電解質之外還摻入少量液態電解液(<5wt%)以提高導電度。

但是，液態電解液的存在會產生例如：漏液、易燃、循環壽命差、脹氣、不耐高溫等問題，且固態電解質之高界面阻抗的問題仍然存在。因此，目前亟需一種新穎的電解質 以解決上述缺點。

根據一實施例，本揭露提供一種電解質，包括：一聚合物，其係為一反應型添加劑和一起始劑的聚合產物，其中反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基或乙烯基；一鋰鹽；以及一有機溶劑。

根據另一實施例，本揭露提供一種電解質用組合物，包括：一第一溶液，包括：一反應型添加劑和一第一有機溶劑，其中反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基或乙烯基；以及一第二溶液，包括：一起始劑、一鋰鹽和一第二有機溶劑，其中將第一溶液和第二溶液混合以形成電解質之前，第一溶液和第二溶液係分開放置。

根據另一實施例，本揭露提供一種鋰電池，包括：一正極；一負極；以及一離子傳導層，配置於正極與負極之間。其中，離子傳導層包括前述之電解質。

為讓本揭露之上述內容和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖顯示使用比較例1所形成之液態電解質做為電解質的電池倍率充放電測試結果。

第2圖顯示使用實施例4所形成之類固態電解質做為電解質的電池倍率充放電測試結果。

第3圖顯示使用比較例1所形成之液態電解質及實施例4所形成之類固態電解質做為電解質的電池循環壽命測試結果。

除非內文清楚地指明，此處所使用的單數形式“一”和“該”也包括複數形式。可進一步瞭解的是，當說明書中使用“包括”等用語，是為了指出所述特徵、步驟、操作、元件、及/或構件的存在，但不排除額外一或多個其他特徵、步驟、操作、元件、構件及/或上述組合的存在。

全文說明書中所指的“一種實施例”或“一實施例”意味著在實施例中描述到的特定特徵、結構、或特色至少包含在一實施例中。因此，全文說明書不同地方所出現的片語“在一種實施例中”或“在一實施例中”所指不一定為相同的實施例。此外，特定的特徵、結構、或特色可在一或多個的實施例中透過任何合適的方法結合。

本揭露實施例提供一種電解質，具有不易燃燒的特性且無漏液的疑慮。此外，由於本揭露所提供的電解質對正負極具有良好的披覆性，所以可有效降低正負極間的界面阻抗，進而做為離子傳導層。

本揭露一實施例提供一種電解質，包括聚合物、鋰鹽、及有機溶劑。所述聚合物為一反應型添加劑和一起始劑的聚合產物。其中，所述反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基或乙烯基。

在一些實施例中，所述反應型添加劑為具有式(I) 之直鏈結構或具有式(II)所示之環狀結構：

其中R¹、R²各自獨立為未經取代或經取代之環氧基、胺基、烷胺基、烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、醚基、酯基、芳香基、或鹵烷基；R³為未經取代或經取代之環氧基、胺基、烷胺基、烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、醚基、酯基、芳香基、鹵烷基、或包括1~9個醯胺基重複單元之未經取代或經取代之上述基團；且R¹、R²、和R³中的至少一個包括環氧基或乙烯基。環氧基或乙烯基可提供聚合反應的進行。在一實施例中，具有式(I)之直鏈結構可例如為：

在一實施例中，當R³包括1個醯胺基重複單元時，具有式(I)之直鏈結構可例如為：

在一些實施例中，具有式(II)所示之環狀結構可例如為4~20多元環之未經取代或經取代之環烷烴、芳香族環、 雜環、或具有多個醯胺基重複單元所構成的環狀結構，其中R⁴為包括至少一個環氧基或乙烯基之基團，R⁵可為-(CH₂)_n-(n為從1至18的整數)、一或多個-CH₂-被-NR⁴-取代的-(CH₂)_n-(n為從1至18的整數)、或1~9個醯胺基重複單元

舉例而言，在一些實施例中，所述具有式(II)之環狀結構可例如為： 、、、或等等，但不限於此。

在另一些實施例中，所述反應型添加劑為具有1~10個醯胺基重複單元所構成的環狀結構，例如： 等等，但不限於此。

應了解的是，前述反應化合物僅為示例，並非用於限制本揭露。

值得一提的是，本揭露之電解質係透過添加具有至少一個醯胺基和至少一個環氧基或乙烯基的反應型添加劑， 並透過控制反應型添加劑、起始劑、鋰鹽、有機溶劑之間的比例，使得此反應型添加劑經過聚合反應後，使電解質從液態變為膠態或類固態。

詳細而言，由於反應型添加劑上的醯胺基帶有負場效，而液態電解質的有機溶劑(例如常用的碳酸酯類溶劑，例如：碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC))的羰基上具有未共用電子對，所以兩者都容易吸引帶有正電的鋰離子，進而共同螯合鋰離子。當多個具有醯胺基的反應型添加劑之間透過鋰離子互相牽引後，有機溶劑分子的流動性會降低，因而提高電解質的黏度。此外，由於具有醯胺基的反應型添加劑同時具有環氧基或乙烯基，環氧基可透過起始劑產生開環聚合，而乙烯基可透過起始劑產生自由基聚合。因此，電解質的黏度進一步往上提升，從液態變為膠態或類固態。

在一些實施例中，所述反應型添加劑的重量百分比可例如為5wt%~50wt%，以電解質的總重量為基準。舉例而言，在一些實施例中，所述反應型添加劑化合物的重量百分比可例如為8wt%、10wt%、20wt%、或50wt%，以電解質的總重量為基準。透過控制反應型添加劑的添加量，可控制電解質的流動性。若反應型添加劑的含量過少，電解質的黏度無法提升，液態電解質無法固化為類固態電解質。若反應型添加劑的含量過多，電解質的黏度過高，離子導電度變差，影響電池的性能表現。

在一些實施例中，所述起始劑可包括：可解離出親核基團之離子化合物、可產生自由基之過氧化物或偶氮化物、 或一級胺(primary amine)化合物。在一些實施例中，所述離子化合物可包括：CH₃COOLi、LiOH、LiBF₄、LiPF₆、LiClO₄、LiTFSI、LiAsF₆、LiSbF₆、或前述之組合。在本揭露中，起始劑可用於使反應型添加劑的環氧基或乙烯基產生聚合反應，提高電解質的分子量及黏度。

在一些實施例中，起始劑的重量百分比可例如為0.5wt%~15wt%，以電解質的總重量為基準。若起始劑的含量過少，則聚合反應速率慢，較難反應完全而殘留多餘的單體反應物，液態電解質無法固化為類固態電解質。若起始劑的含量過多，則聚合反應速度過快，分子鏈較短、不易形成高分子量聚合物，電解質亦不易固化、機械性質差。

在一些實施例中，所述鋰鹽可包括：LiBF₄、LiPF₆、LiClO₄、LiTFSI、LiFSI、LiAsF₆、LiSbF₆、或其他可解離出鋰離子(Li⁺)之離子化合物。

在一些實施例中，電解質中鋰鹽的莫耳濃度可例如為0.8M~6M。在一些實施例中，鋰鹽的重量百分比可例如為5wt%~50wt%，以電解質的總重量為基準。若鋰鹽的含量過少，則陰陽離子解離數過低，離子導電度差。若鋰鹽的含量過多，則電解質黏度增加，離子導電度亦不佳。

應注意的是，在一些實施例中，起始劑與鋰鹽可相同。也就是說，當使用的鋰鹽也能解離出親核基團時，這種鋰鹽也可扮演起始劑的角色來進行陰離子聚合反應。因此，在這些實施例中，只需添加鋰鹽而無須另外添加其他起始劑。在另一些實施例中，起始劑與鋰鹽可不同，起始劑種類取決於反 應型添加劑的官能基，若反應型添加劑具有乙烯基，則起始劑使用過氧化物或偶氮化合物，進行自由基聚合反應；若反應型添加劑具有環氧基，則起始劑可為一級胺化合物或離子化合物。

根據起始劑(或是可作為起始劑的鋰鹽)的種類及含量不同，聚合反應的反應速率及反應溫度也有所不同。例如，當選擇LiBF₄做為鋰鹽時，LiBF₄也可同時扮演起始劑的角色，在室溫(大約25~28℃)下經過大約12~24小時即可完成聚合反應，無須加熱或給予額外的能量。當選擇LiPF₆做為鋰鹽時，雖然LiPF₆也可同時扮演起始劑的角色，但需在大約90~100℃下反應大約5~10分鐘以完成聚合反應。當選擇LiClO₄、LiTFSI等做為鋰鹽時，雖然LiClO₄、LiTFSI也可同時扮演起始劑的角色，但需在大約170~180℃下反應約120分鐘以完成聚合反應。

然而，應注意的是，所述起始劑(或是可作為起始劑的鋰鹽)，只要是能提供適當的聚合反應速率及足夠的聚合反應時間，在電解質固化前，讓電解質以液態的形態注入並浸潤至電池中後，再完成聚合反應，並透過鋰離子與溶劑形成配位作用力，牽絆溶劑的流動形成膠態或類固態電解質者，即適用於本揭露實施例。本揭露之技術優點在於當電解質呈現液態時，電解質可充分的浸潤在電池的各個角落，改善正負極界面阻抗。若電解質固化呈現膠態或類固態，則電池不漏液。並且，由於固化後所形成之膠態類或固態電解質閃火點高於商用電解液數倍，不易燃燒，大幅提升鋰電池安全性。因此，本揭 露所提供的電解質可有效降低界面阻抗並提高鋰電池安全性。

在一些實施例中，所述有機溶劑的重量百分比可例如為40wt%~80wt%，以電解質的總重量為基準。

在一些實施例中，所述有機溶劑可包括一般液態電解質常用的溶劑，例如：碳酸酯(carbonate)、磺酸酯(sulfonate)、腈類(nitrile)、醚類(ether)、酯類(ester)、氟化物(flouride)、或其他高極性之非質子溶劑。

在一些實施例中，碳酸酯可分為環狀碳酸酯化合物和直鏈碳酸酯化合物。環狀碳酸鹽化合物可包括：碳酸乙烯酯(ethylene carbonate；EC)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate；PC)、1,2-碳酸丁烯酯(1,2-butylene carbonate)、2,3-碳酸丁烯酯(2,3-butylene carbonate)、1,2-碳酸戊烯酯(1,2-pentylene carbonate)、2,3-碳酸己烯酯(2,3-pentylene carbonate)、碳酸亞乙烯酯(vinylene carbonate)、乙烯基碳酸乙烯酯(vinyl ethylene carbonate)、或前述之組合，但不限於此。直鏈碳酸鹽化合物可包括：碳酸二甲酯(dimethyl carbonate；DMC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate；DEC)、碳酸二丙酯(dipropyl carbonate)、碳酸甲乙酯(ethyl methyl carbonate；EMC)、碳酸甲丙酯(methyl propyl carbonate)、碳酸乙丙酯(ethyl propyl carbonate)、或前述之組合，但不限於此。

在一些實施例中，所述醚類可包括：二甲醚(dimethyl ether)、二乙醚(diethyl ether)、二丙醚(dipropyl ether)、甲乙醚(methyl ethyl ether)、甲丙醚(methyl propyl ether)、乙丙醚(ethyl propyl ether)、或前述之組合，但不限於此。

在一些實施例中，所述酯類可包括：醋酸甲酯(methyl acetate)、醋酸乙酯(ethyl acetate)、醋酸丙酯(propyl acetate)、丙酸甲酯(methyl propionate)、丙酸乙酯(ethyl propionate)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone)、γ-戊內酯(γ-valerolactone)、γ-己內酯(γ-caprolactone)、σ-戊內酯(σ-valerolactone)、ε-己內酯(ε-caprolactone)、或前述之組合，但不限於此。

在一些實施例中，本揭露所提供之電解質更包括一無機電解質。在一些實施例中，所述無機陶瓷電解質可包括：鋰鑭鋯氧(LLZO)、鉭摻雜鋰鑭鋯氧(LLZTO)、鋰鑭鈦氧(LLTO)、磷酸鋰鋁鈦(LATP)、磷酸鋰鋁鍺(LAGP)、鋰鍺磷硫(LGPS)、或鋰錫磷硫(LSPS)。例如，所述無機陶瓷電解質可包括：Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li_6.75La₃Zr_1.75Ta_0.25O₁₂、Li_0.33La_0.56TiO₃、Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃、Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃、Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₁₀SnP₂S₁₂、70Li₂S．30P₂S₅、或其它具有相同元素但不同化學計量之組合。在本揭露一實施例中，電解質與無機電解質混摻後所形成之有機-無機電解質，除了具有可撓性之外，同樣具有良好的導電度。

於本揭露另一實施例中，也提供一種電解質用組合物，包括：一第一溶液以及一第二溶液。所述第一溶液包括：一反應型添加劑和一第一有機溶劑，其中反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基或乙烯基。所述第二溶液包括： 一起始劑、一鋰鹽和一第二有機溶劑。關於此處所述之反應型添加劑、起始劑、鋰鹽、及有機溶劑，可參照本說明書先前相關段落之描述。在一些實施例中，第一有機溶劑和第二有機溶劑可相同或不同。

將所述第一溶液和第二溶液混合後，第一溶液中的反應型添加劑和第二溶液中的起始劑或鋰鹽開始進行聚合反應，形成電解質。應注意的是，將第一溶液和第二溶液混合以形成電解質之前，第一溶液和第二溶液係分開放置。

在一些實施例中，以第一溶液和第二溶液的總重量為基準，第一溶液中的反應型添加劑的重量百分比為可例如為5wt%~50wt%。舉例而言，在一些實施例中，所述反應型添加劑化合物的重量百分比可例如為8wt%、10wt%、20wt%、或50wt%，以第一溶液和第二溶液的總重量為基準。

在一些實施例中，以第一溶液和第二溶液的總重量為基準，第二溶液中的起始劑的重量百分比為可例如為0.5wt%~15wt%。

在一些實施例中，在第一溶液和第二溶液的混合溶液中，鋰鹽的莫耳濃度可例如為0.8M~6M。在一些實施例中，以第一溶液和第二溶液的總重量為基準，第二溶液中的鋰鹽的重量百分比為可例如為5wt%~50wt%。

在一些實施例中，以第一溶液和第二溶液的總重量為基準，第一有機溶劑和第二有機溶劑合計的重量百分比為可例如為40wt%~80wt%。

於本揭露又一實施例中，也提供一種鋰電池，包 括一正極、一負極、以及一離子傳導層，配置於正極與負極之間。其中，離子傳導層包括前述之電解質。在一些實施例中，正極之材料可包括：鋰鎳錳氧化物(LiNi_aMn_2-aO₄,0<a<2)、鋰鎳錳鈷氧化物(LiNi_nMn_mCo_1-n-mO₂,0<n<1,0<m<1,n+m<1)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、鋰錳氧化物(LiMnO₂)、鋰鈷氧化物(LiCoO₂)、鋰鎳鈷氧化物(LiNi_pCo_1-pO₂,0<p<1)、或鋰鎳錳氧化物(LiNi_qMn_2-qO₄,0<q<2)。在一些實施例中，負極之材料可包括：石墨、鋰鈦氧化物(Li₄Ti₅O₁₂)、或鋰。在一實施例中，所述鋰電池更包括一隔離膜。

透過添加適當比例的具有醯胺基和環氧基或乙烯基的反應化合物，本揭露實施例可在不加熱或額外給予能量的情況下，使液態電解質固化成為膠態或類固態電解質。本揭露實施例所形成之膠態或類固態電解質具有難燃、不會漏液的特性之外，還可降低電池正負極間的界面阻抗而做為離子傳導層。此外，使用本揭露所提供之膠態或類固態電解質的電池，在室溫下亦具有優良的倍率充放電特性及循環壽命表現。

以下列舉各比較例與實施例說明本揭露提供之類固態電解質、鋰電池及其特性：

[比較例1][實施例1~4]

電解質的製備

將做為起始劑的LiBF₄和做為鋰鹽的LiPF₆溶於有機溶劑EC/DMC(v/v=1：2)中，使得有機溶劑中LiBF₄的濃度為0.5M且LiPF₆的濃度為1M。接著，依照表1所示的重量和比 例，將具有下式(II-1)之反應型添加劑加入上述含有起始劑LiBF₄和鋰鹽LiPF₆的有機溶劑中，於室溫進行混合且充分地攪拌，從而形成電解質。

經上述混合之後，一開始各比較例與實施例所形成之電解質皆為液態。靜置於室溫大約12小時之後，各比較例及實施例所形成之電解質的形態出現差異。如表1所示，顯示在室溫經過大約12小時的反應後，實施例1之電解質變為膠態、實施例2~4之電解質變為類固態。相較之下，比較例1之電解質仍為液態。

此結果顯示，本揭露可成功形成膠態或類固態電解質，應用至電池系統中可避免電池產生漏液現象。

電解質的自熄時間測試

再者測試各比較例及實施例之電解質的自熄時間(self-extinguish time；SET)。根據文獻J.of Electrochem.Soc.2002,149,A6225，SET>20為可燃性材料，6<SET<20為阻燃性材料，SET<6為難燃性材料。各比較例及實施例之測試結果如表2所示。

由表2可看到，隨著電解質中的反應化合物含量逐漸增加，電解質的自熄時間也從比較例1的57(sec/g)下降至實施例1~4的0(sec/g)。其中，實施例1所形成之膠態電解質及實施例2~4所形成之類固態電解質均為難燃性材料。

此結果顯示，本揭露所提供之電解質因含有反應行添加劑而具有良好的安全性。

電解質的導電度測試

再者，測試各比較例及實施例所形成之電解質的 導電度，結果如表3所示。

由表3可看到，隨著電解質中的反應型添加劑含量逐漸增加，電解質的導電度雖然也逐漸下降，其中實施例2(含8wt%反應型添加劑之類固態電解質)之離子導電度與陶瓷固態電解質(約10^-4S/cm)相當但沒有固態電解質存在的界面阻抗缺點，且實施例2之離子導電度也優於一般高分子固態電解質(例如：PEO、PAN)(<10^-5S/cm)。

電池的製備

使用厚度為80μm的鋰鈦氧化物(Li₄Ti₅O₁₂；LTO)做為負極、使用厚度為65μm的鋰鎳錳氧(LiNi_0.5Mn_1.5O₄；LNMO)做為正極組裝電池，並將比較例1和實施例4剛混合好的電解液分別注入組裝之電池。接下來，於室溫靜置大約12小時之後，完成電池的製備。

經過上述室溫反應之後，使用實施例4作為電解質的電池中形成了厚度僅為15μm的薄膜類固態電解質層。較薄的電解質層厚度，可有效縮短離子傳遞路徑，降低電池內部阻 抗，增強電池的倍率充放電特性，如下述實驗結果所示。

電池的倍率充放電特性

將上述製備完成的電池(電池容量為250mAh)於常溫進行倍率充放電測試。第1圖顯示使用比較例1所形成之液態電解質做為電解質的電池倍率充放電測試結果。第2圖顯示使用實施例4所形成之類固態電解質做為電解質的電池倍率充放電測試結果。

由第1、2圖可看到，兩種電池的倍率充放電表現相近，顯示類固態電解質電性表現與液態電解液幾乎相同，然而安全性卻大幅提升，如自熄時間測試的結果所示，實施例4所形成之類固態電解質相較於比較例1的液態電解質具有更佳的安全性。

電池的循環壽命

將上述製備完成的電池於常溫進行循環壽命測試。第3圖顯示使用比較例1所形成之液態電解質及實施例4所形成之類固態電解質做為電解質的電池循環壽命測試結果。

由第3圖可看到，使用實施例4所形成之類固態電解質時，電池的電容量維持率較佳。相較之下，使用比較例1所形成之液態電解質時，電池的電容量下降得較快且最終電容量(循環80次後)較低，電容量維持率較差。

[比較例2][實施例5]

有機-無機類固態電解質之製備

比較例2係以無機陶瓷材料Li_1.6Al_0.6Ge_1.4(PO₄)₃(LAGP)作為固態電解質。

實施例5係將表1實施例4所示之全部成分與無機電解質Li_1.6Al_0.6Ge_1.4(PO₄)₃(LAGP)以重量比50/50於室溫進行混摻，形成有機-無機類固態電解質(LAGP/QSSE)。

有機-無機類固態電解質的導電度測試

進一步測試比較例2及實施例5所形成之無機固態電解質和有機-無機類固態電解質的導電度，結果如表4所示。

由表4可看到，有機-無機類固態電解質LAGP/QSSE的導電度接近10^-3(S/cm)，且高於比較例2之無機固態陶瓷電解質。此外，從形貌可觀察到利用實施例4的類固態電解質所形成之有機-無機類固態電解質LAGP/QSSE具有可撓性。

由上述各比較例和實施例的結果可證明本揭露所提供的電解質具有阻燃、不會漏液的特性之外，還可改善固態電解質與正負極間存在的界面阻抗缺點，而做為離子傳導層。此外，使用本揭露所提供的電解質的電池，在室溫下具有優良 的倍率充放電特性及循環壽命表現。進一步，將本揭露所提供的電解質與無機電解質混摻所形成之有機-無機類固態電解質同樣具有良好的導電度及可撓性。

雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (19)

1. 一種電解質，包括：一聚合物，其係為一反應型添加劑和一起始劑的聚合產物，其中該反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基；一鋰鹽；以及一有機溶劑。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，其中該反應型添加劑為具有式(I)之直鏈結構或包括式(II)所示之環狀結構： 其中R¹、R²各自獨立為未經取代或經取代之環氧基、胺基、烷胺基、烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、醚基、酯基、芳香基、或鹵烷基；R³為未經取代或經取代之環氧基、胺基、烷胺基、烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、醚基、酯基、芳香基、鹵烷基、或包括1~9個醯胺基重複單元之未經取代或經取代之上述基團；且R¹、R²、和R³中的至少一個包括環氧基，R⁴為包括至少一個環氧基之基團，R⁵為-(CH₂)_n-、一或多個-CH₂-被-NR⁴-取代的 -(CH₂)_n-、或1~9個醯胺基重複單元，其中n為從1至18的整數。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電解質，其中該包括式(II)所示之環狀結構為4~20多元環之未經取代或經取代之環烷烴、芳香烴、芳香族環、雜環、或具有1~10個醯胺基重複單元所構成的環狀結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，其中該電解質為膠態或類固態。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，其中該起始劑包括：可解離出親核基團之離子化合物、可產生自由基之過氧化物或偶氮化合物、或一級胺(primary amine)化合物。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電解質，其中該離子化合物包括：CH₃COOLi、LiOH、LiBF₄、LiPF₆、LiClO₄、LiTFSI、LiFSI、LiAsF₆、或LiSbF₆。
7. 如申請專利範圍第5項所述之電解質，其中該過氧化物包括過氧化二苯甲醯(BPO)，該偶氮化合物包括偶氮二異丁腈(AIBN)。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，其中該鋰鹽包括：LiBF₄、LiPF₆、LiClO₄、LiTFSI、LiAsF₆、LiSbF₆、或前述之組合。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，其中該有機溶劑 包括：碳酸酯(carbonate)、磺酸酯(sulfonate)、腈類(nitrile)、醚類(ether)、酯類(ester)、或氟化物(flouride)。
10. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，更包括一無機電解質，其中該無機電解質包括：鋰鑭鋯氧(LLZO)、鉭摻雜鋰鑭鋯氧(LLZTO)、鋰鑭鈦氧(LLTO)、磷酸鋰鋁鈦(LATP)、磷酸鋰鋁鍺(LAGP)、鋰鍺磷硫(LGPS)、或鋰錫磷硫(LSPS)。
11. 如申請專利範圍第1項所述之電解質，其中該反應型添加劑的重量百分比為5wt%~50wt%，以該電解質的總重量為基準。
12. 一種電解質用組合物，包括：一第一溶液，包括：一反應型添加劑和一第一有機溶劑，其中該反應型添加劑包括至少一個醯胺基和至少一個環氧基；以及一第二溶液，包括：一起始劑、一鋰鹽和一第二有機溶劑，其中將該第一溶液和該第二溶液混合以形成電解質之前，該第一溶液和該第二溶液係分開放置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電解質用組合物，其中該反應型添加劑為具有式(I)之直鏈結構或包括式(II)所示之環狀結構： 其中R¹、R²各自獨立為未經取代或經取代之環氧基、胺基、烷胺基、烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、醚基、酯基、芳香基、或鹵烷基；R³為未經取代或經取代之環氧基、胺基、烷胺基、烷基、烷氧基、烯基、烯氧基、醚基、酯基、芳香基、鹵烷基、或包括1~9個醯胺基重複單元之未經取代或經取代之上述基團；且R¹、R²、和R³中的至少一個包括環氧基，R⁴為包括至少一個環氧基之基團，R⁵為-(CH₂)_n-、一或多個-CH₂-被-NR⁴-取代的-(CH₂)_n-、或1~9個醯胺基重複單元，其中n為從1至18的整數。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電解質用組合物，其中該包括式(II)所示之環狀結構為4~20多元環之未經取代或經取代之環烷烴、芳香烴、芳香族環、雜環、或具有1~10個醯胺基重複單元所構成的環狀結構。
15. 如申請專利範圍第12項所述之電解質用組合物，其中該反應型添加劑的重量百分比為5wt%~50wt%，以該第一溶液和該第二溶液的總重量為基準。
16. 一種鋰電池，包括：一正極；一負極；以及一離子傳導層，配置於該正極與該負極之間，其中該離子傳導層包括如申請專利範圍第1~11項中任一項所述之電解質。
17. 如申請專利範圍第16項所述之鋰電池，其中該正極之材料包括鋰鎳錳氧化物(LiNi_aMn_2-aO₄,0<a<2)、鋰鎳錳鈷氧化物(LiNi_nMn_mCo_1-n-mO₂,0<n<1,0<m<1,n+m<1)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、鋰錳氧化物(LiMnO₂)、鋰鈷氧化物(LiCoO₂)、鋰鎳鈷氧化物(LiNi_pCo_1-pO₂,0<p<1)、或鋰鎳錳氧化物(LiNi_qMn_2-qO₄,0<q<2)。
18. 如申請專利範圍第16項所述之鋰電池，其中該負極之材料包括石墨、鋰鈦氧化物(Li₄Ti₅O₁₂)、或鋰。
19. 如申請專利範圍第16項所述之鋰電池，更包括一隔離膜。