[发明专利]锂二次电池用非水电解质和包含其的锂二次电池

说明书

本发明涉及在用于高电压电池时能够实现优异寿命特性的非水电解质，以及包含该非水电解质的锂二次电池。本发明的非水电解质包含有机溶剂、锂盐、由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物，其中，当基于非水电解质的总重量，由[式1]表示的化合物的量为X重量％且由[式2]表示的化合物的量为Y重量％时，X和Y满足X+Y≤5和X≤Y。

技术领域

本申请要求于2020年6月22日提交的韩国专利申请10-2020-0075580的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

本发明涉及一种锂二次电池用非水电解质和包含其的锂二次电池，更具体而言，涉及下述一种非水电解质和包含其的锂二次电池，其可用于在4.45V以上的电压下运行的电池以展示优异的寿命特性。

背景技术

近年来，人们对储能技术的兴趣日益浓厚，随着储能技术的应用扩展到移动电话、摄像机、笔记本电脑、甚至电动汽车的能源，电化学装置的研发工作也逐渐实现。

在这些电化学装置中，人们对可充电二次电池的开发产生了兴趣，特别是，20世纪90年代初开发的锂二次电池备受瞩目，因为锂二次电池具有更高的工作电压和更高的能量密度。

电极组件通过在包含正极活性材料(由含锂的过渡金属氧化物形成)的正极和包含能够存储锂离子的负极活性材料的负极之间布置隔膜而形成，并且，在将电极组件插入电池盒中之后，锂二次电池通常通过注入非水电解质(成为输送锂离子的介质)然后密封电池盒的方法制备。非水电解质通常由锂盐和能够溶解锂盐的有机溶剂组成。

最近，由于对具有高能量密度的二次电池(例如用于电动汽车的电池)的需求的增加，正在积极开发在高电压下运行的高电压二次电池。然而，在工作电压增加的情况下，由于正极表面上的结构坍塌、过渡金属溶解和气体生成所致，电解质溶液的分解加速，并且，负极表面上的固体电解质界面(SEI)的破坏和再生反应持续进行以增加电解质溶液的耗尽率，结果，存在电池的寿命特性迅速劣化的问题。

因此，需要开发一种可以改进高电压电池寿命特性的非水电解质。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种非水电解质和包含该非水电解质的锂二次电池，所述非水电解质在工作电压为4.45V以上的高电压电池中使用时，可通过包括特定含量范围内的含有双键的二腈化合物和含有酯基的磺内酯类化合物的组合，表现出优异的寿命特性。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种非水电解质，该非水电解质包含有机溶剂、锂盐、由[式1]表示的化合物和由[式2]表示的化合物，其中，当由[式1]表示的化合物的量为X重量％且由[式2]表示的化合物的量为Y重量％时，X和Y满足X+Y≤5和X≤Y。

[式1]

CN-R¹-CN

[式1]中，R¹是包含至少一个双键的具有2至10个碳原子的不饱和烃基。

[式2]

[式2]中，n是1或2的整数，R²是氢、不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷基基团、或不具有取代基或具有取代基的具有1至10个碳原子的烷氧基基团。

例如，由[式1]表示的化合物可以是1,4-二氰基-2-丁烯，由[式2]表示的化合物可以是2-乙酰氧基-1,3-丙烷磺内酯。

基于非水电解质的总重量，由[式1]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％，基于非水电解质的总重量，由[式2]表示的化合物的含量可以为0.1重量％至3重量％。