本公开的示例涉及用于可再充电锂电池的电解液和包括其的可再充电锂电池。
背景技术:
1、可再充电锂电池可再充电,并且其每单位重量的能量密度为常规铅蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等的三倍或更多倍。可再充电锂电池也可在高倍率下充电,因此,可商业化制造用于膝上型计算机、蜂窝电话、电动工具、电动自行车等,并且正在积极进行关于改善附加能量密度的研究。
2、这种可再充电锂电池通过将电解液注入电池单体来使用,该电池单体包括:正电极,具有可嵌入和脱嵌锂的正电极活性物质;以及负电极,具有可嵌入和脱嵌锂的负电极活性物质。
3、可再充电锂电池的最新发展方向之一涉及高倍率充电。然而,可再充电锂电池的高倍率充电可能面临由于锂枝晶沉淀在负电极表面上(例如,在负电极与电解液的界面处)而导致寿命循环特性劣化和/或电阻增加的挑战。
4、相应地,需要可改善高倍率充电性能以及减少或最小化可再充电锂电池的寿命循环特性劣化和/或电阻增加的电解液。
技术实现思路
1、一些示例实施方式提供用于可再充电锂电池的电解液,其改善了高倍率充电性能,同时减少或最小化寿命循环特性劣化和/或电阻增加。
2、一些示例实施方式提供可再充电锂电池,其通过使用用于可再充电锂电池的电解液而具有改善的高倍率充电性能,同时减少或最小化寿命循环特性劣化和/或电阻增加。
3、一些示例实施方式提供用于可再充电锂电池的电解液,用于可再充电锂电池的电解液包括非水有机溶剂、锂盐和酰亚胺钾盐。
4、在各种示例中,基于100wt%的用于可再充电锂电池的电解液,酰亚胺钾盐的含量可为约0.15~约1.0wt%。
5、在其他示例中,基于100wt%的用于可再充电锂电池的电解液,酰亚胺钾盐的含量可为约0.2wt%~约0.3wt%。
6、例如,酰亚胺钾盐可为或包括kfsi(双(氟磺酰基)酰亚胺钾)、ktfsi(双(三氟甲磺酰基)酰亚胺钾)、kftfsi((氟磺酰基)(三氟甲磺酰基)酰亚胺钾)或其组合。
7、非水有机溶剂可包括碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂和非质子溶剂中的至少一种。
8、非水有机溶剂可包括其中环状碳酸酯和链状碳酸酯以约5:95~约50:50的体积比混合的碳酸酯类溶剂。
9、环状碳酸酯可包括碳酸亚乙酯(ec),并且链状碳酸酯可包括碳酸乙甲酯(emc)和碳酸二甲酯(dmc)。
10、锂盐可包括选自lipf6、libf4、lidfop、lidfob、lipo2f2、lisbf6、liasf6、li(cf3so2)2n、lin(so3c2f5)2、li(fso2)2n(双(氟磺酰基)酰亚胺锂:lifsi)、lic4f9so3、liclo4、lialo2、lialcl4、lin(cmf2m+1so2)(cnf2n+1so2)(其中,m和n各自独立地为1~20的整数)、licl、lii和lib(c2o4)2(双(草酸)硼酸锂:libob)中的至少一种。
11、用于可再充电锂电池的电解液中的锂盐的浓度可为约1.0m~约2.0m。
12、一些示例实施方式提供可再充电锂电池,其包括具有正电极活性物质的正电极、具有负电极活性物质的负电极和前述的电解液。
13、正电极活性物质可包括由化学式1表示的锂镍类复合氧化物:
14、[化学式1]
15、lia1nix1m1y1m2z1o2-b1xb1
16、在化学式1中,
17、0.9≤a1≤1.8(例如,0.9≤a1≤1.2),0.7≤x1≤1,0≤y1≤0.2,0≤z1≤0.2,0.9≤x1+y1+z1≤1.1,并且0≤b1≤0.1;m1和m2各自独立地为选自al、b、ba、ca、ce、co、cr、cu、fe、mg、mn、mo、nb、si、sr、ti、v、w和zr中的一种或多种元素;并且x为选自f、p和s中的一种或多种元素。
18、例如,负电极活性物质可包括石墨和si复合物中的至少一种。
19、si复合物可包括:包括si类颗粒的核和非晶碳。
20、si类颗粒可具有si颗粒、si-c复合物、siok(0<k≤2)和si合金中的一种或多种。
21、si-c复合物可包含包括si颗粒和非晶碳的核。
22、si-c复合物的核的中心部分可包括孔。
23、si-c复合物的核的中心部分的半径可为si-c复合物的半径的约30%~约50%,并且si颗粒的平均粒径可为约10nm~约200nm。
24、在各种示例中,si-c复合物的核的中心部分可不包括非晶碳,并且非晶碳可仅存在于负电极活性物质的表面部分中。
25、包括si类颗粒的核可进一步包括结晶碳。
26、在一些示例实施方式中,由于将酰亚胺钾盐添加到用于可再充电锂电池的电解液中,可在负电极的表面上形成亲锂膜,并且可减少或最小化负电极和电解液的界面处的沉淀。结果,可实现具有改善的高倍率充电性能同时抑制或减少寿命循环特性劣化和/或电阻增加的可再充电锂电池。
1.一种用于可再充电锂电池的电解液,所述电解液包括:
2.如权利要求1所述的电解液,其中:
3.如权利要求2所述的电解液,其中:
4.如权利要求1所述的电解液,其中:
5.如权利要求1所述的电解液,其中:
6.如权利要求5所述的电解液,其中:
7.如权利要求6所述的电解液,其中:
8.如权利要求1所述的电解液,其中:
9.如权利要求8所述的电解液,其中:
10.一种可再充电锂电池,包括:
11.如权利要求10所述的可再充电锂电池,其中:
12.如权利要求10所述的可再充电锂电池,其中:
13.如权利要求12所述的可再充电锂电池,其中:
14.如权利要求13所述的可再充电锂电池,其中:
15.如权利要求14所述的可再充电锂电池,其中:
16.如权利要求15所述的可再充电锂电池,其中:
17.如权利要求16所述的可再充电锂电池,其中:
18.如权利要求16所述的可再充电锂电池,其中:
19.如权利要求13所述的可再充电锂电池,其中:
