发明名称 用于锂二次电池的非水性电解质及包含其之锂二次电池
摘要 此间揭露一种用于锂二次电池之非水性电解质,其包含能于电解质于阳极表面上氧化降解前藉由氧化降解于阳极表面上形成钝化层藉此抑制电解质降解之添加剂。更特别地,此用于锂二次电池之非水性电解质包含锂盐、非水性有机溶剂,及卤化磷酸酯化合物。进一步揭露一种锂二次电池,其系包含此用于锂二次电池之非水性电解质。因为此非水性电解质可抑制电池厚度之增加,即使当电池以完全充电状态于高温储存时,且不会不利地影响电池之特性,改良之可靠性可于电池组装设时确定。此外,非水性电解质可防止充过度充电时之热逃逸,且可改良阻燃性,确保锂二次电池之良好安全性。
申请公布号 TWI254474 申请公布日期 2006.05.01
申请号 TW093133324 申请日期 2004.11.02
申请人 第一毛织股份有限公司 发明人 全种昊;梁浩锡;金种涉
分类号 H01M10/40 主分类号 H01M10/40
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种用于锂二次电池之非水性电解质,包含锂盐 、非水性有机溶剂,及以如下化学式1,或如下之化 学式2表示之化合物: 其中,R1至R3每一者个别系C1-5烷基或苯基,其中,部 份或所有之氢原子系以卤素原子取代, 其中,R4系C1-5烷基或苯基,其中,部份或所有之氢原 子系以卤素原子取代;且R5系C1-5烷基,其中,部份或 所有之氢原子系以卤素原子取代。 2.如申请专利范围第1项之非水性电解质,其中,该 锂盐系至少一选自LiPF6,LiBF4,LiSbF6,LiAsF6,LiClO4,LiCF3SO 3,Li(CF3SO2)2N,LiC4F9SO3,LiAlO4,LiAlCl4,LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1 SO2)(其中,x及y系自然数),LiCl,及LiI所组成族群之化 合物。 3.如申请专利范围第2项之非水性电解质,其中该锂 盐系以0.6M至2M之范围存在。 4.如申请专利范围第1项之非水性电解质,其中,该 非水性有机溶剂系至少一选自以碳酸酯、酯、醚, 及酮为主之溶剂所组成族群之溶剂。 5.如申请专利范围第4项之非水性电解质,其中,该 以碳酸酯为主之溶剂系至少一选自二甲基碳酸酯( DMC),二乙基碳酸酯(DEC),二丙基碳酸酯(DPC),甲基丙 基碳酸酯(MPC),乙基丙基碳酸酯碳酸酯(EPC),甲基乙 基碳酸酯(MEC),乙撑基碳酸酯(EC),乙烯撑基碳酸酯( VC),乙烯基乙撑基碳酸酯(VEC),丙撑基碳酸酯(PC),及 丁撑基(BC)所组成族群之溶剂。 6.如申请专利范围第4项之非水性电解质,其中,该 以碳酸酯为主之溶剂系以环状碳酸酯为主之溶剂 及链状碳酸酯溶剂之混合溶剂。 7.如申请专利范围第1项之非水性电解质,其中,该 非水性有机溶剂系以碳酸酯为主之溶剂及以芳香 族烃为主之有机溶剂之混合溶剂。 8.如申请专利范围第7项之非水性电解质,其中,该 以芳香族烃为主之有机溶剂系以下列化学式3表示 之化合物: (3) 其中,R系卤素原子或C1-10烷基,且n系1至5之整数。 9.如申请专利范围第7项之非水性电解质,其中,该 以芳香族烃为主之有机溶剂系至少一选自苯、氟 苯、甲苯、氟甲苯、三氟甲苯及二甲苯所组成族 群之溶剂。 10.如申请专利范围第7项之非水性电解质,其中,该 以碳酸酯为主之溶剂对该以芳香族烃为主之有机 溶剂之体积比例系1:1与50:1之间。 11.如申请专利范围第4项之非水性电解质,其中,该 以酯为主之溶剂系至少一选自丁内酯、癸内酯、 戊内酯、甲羟戊内酯、己内酯、n-甲基乙酸酯、n- 乙基乙酸酯及n-丙基乙酸酯所组成族群之溶剂。 12.如申请专利范围第1项之非水性电解质,其中,该 化学式1之化合物系如下化学式4之三氟乙基磷酸 酯(TFEP): 或如下化学式5之三氟苯基磷酸酯(TFPP): 13.如申请专利范围第4项之非水性电解质,其中,该 化学式1或2之化合物对以碳酸酯为主之溶剂之体 积比例系1:1至1:50之范围。 14.如申请专利范围第12项之非水性电解质,其中,该 化学式4或5之化合物对该非水性有机溶剂之体积 比例系1:50与1:5之间。 15.一种锂二次电池,包含: 申请专利范围第1至14项之任一项之该用于锂二次 电池之该非水性电解质; 阴极,其包含铿添入之化合物;及 阳极,其包含碳、碳复合物、锂金属,或锂合金。 16.如申请专利范围第15项之锂二次电池,其中,该锂 二次电池系锂离子电池或锂聚合物电池。 图式简单说明: 第1图系显示依据本发明之实施例1至4及7与比较例 1及2制得之电池于90℃静置8小时后之高温膨胀结 果之图; 第2图显示比较本发明之实施例3及比较例2制得之 电池之个别电极及电解质间之反应性之实验结果 之循环伏安图; 第3图显示比较本发明之实施例3及比较例2制得之 电池之个别阴极产生之热量之差式扫瞄量热术(DSC )之温谱图; 第4图显示比较本发明之实施例3及比较例2制得之 电池之个别阳极产生之热量之差式扫瞄量热术(DSC )之温谱图;且 第5图显示比较本发明之实施例3及7与比较例2制得 之电池以3充电率(C-rate)之电流至10V之过度充电之 实验结果。
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