[发明专利]用于二次电池的电解质添加剂、其制备方法以及包括添加剂的电解质组合物和二次电池

说明书

根据本发明的一个实施例，提供了作为由化学式1至化学式4表示的化合物的电解质添加剂。另外，根据本发明的另一实施例，提供了一种用于制备化学式1至化学式4的化合物的电解质添加剂制备方法，并且电解质添加剂制备方法可以包括以下步骤：使六氟磷酸盐与2‑单氟丙二酸反应；将HF清除剂进一步添加到由所述反应产生的混合溶液；以及浓缩并干燥获得的反应溶液。

技术领域

本发明涉及一种电解质，更具体地，涉及一种用于二次电池的电解质添加剂和包括该电解质添加剂的二次电池。

背景技术

二次电池指可以反复使用的电池，因为它可以充电也可以放电。作为代表性的二次电池的锂二次电池的工作原理是，包含在正极活性物质中的锂离子通过电解质移动到负极，然后嵌入到负极活性物质的层状结构中(充电)，然后嵌入到负极活性物质的层状结构中的锂离子返回到正极(放电)。

近来，随着对用于下一代汽车的电源的需求以及对环境友好的能源的需求已经增加，对二次电池的兴趣已经增加。特别地，对于提高二次电池的能量密度和延长二次电池的寿命的技术存在高度兴趣。就这一点而言，如先前已知的，为了制造中容量二次电池或大容量二次电池，可以使用富锂层状氧化物作为正极活性物质来实现高电压和高容量二次电池。另外，可以使用硅基材料以及碳基材料作为负极活性物质以改善电池的容量。

同时，在典型的锂二次电池中，将溶解在有机溶剂中的锂盐用作电解质。富锂正极活性物质会在第一次充电期间产生氧气并产生高压环境，并且在重复充放电期间在硅基负极材料中发生严重的体积膨胀，从而在负极的表面上形成裂纹，并且最终会在电极的表面上引起电解质的分解反应。结果，电解质被逐渐耗尽，电池的电化学性能迅速劣化，并且会在每个电极的表面上形成充当电阻的厚膜。因此，电池的电化学反应速率降低，并且由电解质分解产生的酸性材料(例如，HF等)熔化每个电极膜或损坏正极活性物质，因此不能保证电池的电化学稳定性。

发明内容

技术问题

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种用于二次电池的电解质添加剂、其制造方法以及包括该添加剂的电解质，用于二次电池的电解质添加剂在保护形成在电极上的均匀保护膜的同时具有低还原分解能力。

本发明的技术问题不限于以上提及的技术问题，本领域技术人员将从下面的描述中清楚地理解未提及的其他技术问题。

技术方案

本发明的一个实施例提供了一种电解质添加剂。电解质添加剂是由下面的化学式1或化学式2表示的化合物：

[化学式1]

[化学式2]

M是碱金属，并且R是氢、取代或未取代的C1至C5烷基、取代或未取代的C1至C5全氟烷基、取代或未取代的C6至C30芳基、取代或未取代的C6至C30全氟芳基或者CF₃。

化学式1的电解质添加剂可以是由下面的化学式3表示的化合物：

[化学式3]

化学式2的电解质添加剂可以是由下面的化学式4表示的化合物：

[化学式4]

本发明的另一实施例提供了一种制造电解质添加剂的方法，该方法包括：使六氟磷酸盐与2-单氟丙二酸反应的步骤；将HF清除剂添加到由所述反应产生的混合溶液的步骤；以及浓缩并干燥从以上获得的溶液，以制备由化学式1或化学式2表示的化合物的步骤。

六氟磷酸盐可以包括六氟磷酸锂(LiPF₆)。2-单氟丙二酸可以包括2-氟丙二酸。