[发明专利]有机电解液和使用该电解液的锂电池

说明书

本发明提供的是有机电解液和包括该有机电解液的锂电池，其中有机电解液包括有机溶剂、锂盐、由以下式1表示的硼酸盐化合物和由以下式2表示的离子金属络合物。

技术领域

本发明构思涉及有机电解液和包括该有机电解液的锂电池。

背景技术

锂电池用作便携式电子装置如摄录机、移动电话和笔记本电脑的驱动电源。可再充电锂二次电池具有的每单位重量的能量密度是常规铅-酸电池、镍-镉电池、镍-氢电池和镍-锌电池的三倍或更高，并且能够高速充电。

锂电池在高驱动电压下运作，并且因而不能使用对锂高度反应性的水性电解液。大体上，将有机电解液用于锂电池中。通过将锂盐溶解于有机溶剂中制备有机电解液。具有高离子电导率、高介电常数和低粘度、同时也在高电压下稳定的有机溶剂是优选的。

当碳酸盐类极性非水性溶剂用于锂电池时，在初始充电过程中可发生可逆反应，其中由于阴极/阳极和电解液之间的副反应，过量电荷被消耗。由于可逆反应，钝化层如固体电解质界面(下文称“SEI”)可形成于阳极表面上。

在充电和放电过程中，锂盐与有机溶剂在电解液中反应，并且消耗有机溶剂，产生气体，以及形成具有高阻抗的固体电解质界面，并且从而降低锂电池的寿命特性。

因此，需要能够抑制气体产生和形成具有低阻抗的固体电解质界面的有机固体电解液，以防止锂电池的寿命特性劣化。

发明详述

技术问题

本发明构思提供新型有机电解液。

本发明构思提供包括该有机电解液的锂电池。

技术方案

根据本发明构思的一方面，提供了有机电解液，其包括:

有机溶剂；

锂盐；

由以下式1表示的硼酸盐化合物；和

由以下式2表示的离子金属络合物:

其中，在以上式1和2中，

R₁、R₂和R₃可各自独立地是氢；用卤素取代或未取代的C₁-C₅烷基基团；或用卤素取代或未取代的C₁-C₅氰烷基基团，

其中R₁、R₂和R₃中的至少一个可包括氰烷基基团，

Me可以是选自由过渡金属和元素周期表13至15族元素组成的组的元素，

M可以是金属离子，

a可以是1至3的整数，b可以是1至3的整数，s＝b/a，

p可以是0至8的整数，q可以是0或1，r可以是1至4的整数，

X₁和X₂可各自独立地是O、S或NR₆，

R₄和R₆可各自独立地是卤素、用卤素取代或未取代的C₁-C₅烷基基团、或用卤素取代或未取代的C₁-C₅芳基基团，以及

R₅可以是用卤素取代或未取代的C₁-C₅亚烷基基团或用卤素取代或未取代的C₄-C₁₀亚芳基基团。