电解液及二次电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及二次电池。所述电解液包括：电解质盐、有机溶剂以及添加剂。所述添加剂包括式1所示的化合物中的一种或几种。当本发明专利技术的电解液应用到二次电池中后，能够有效改善二次电池的常温和低温循环性能、高温存储性能以及热箱安全性能。

【技术实现步骤摘要】
电解液及二次电池
本专利技术涉及电池
，具体涉及一种电解液及二次电池。
技术介绍
近年来，随着二次电池，尤其是锂离子二次电池在便携式电器领域应用的迅速发展，人们对为这些便携式电子设备提供电源的小型、轻便、薄且高性能的二次电池的需求日益增加。由于对二次电池的高能量密度的不断追求，采用高压实密度的正负极或高容量但循环性能较差的负极材料是目前业界普遍采用的一种策略。随之带来的问题是电解液无法充分浸润电极，导致二次电池的充电平台升高而放电平台降低，影响二次电池的输出性能。尤其是在低温循环时，由于二次电池的动力学性能欠佳，低温充放电时容易析锂，从而严重影响二次电池循环后的容量保持率。二次电池在化成时电极表面会生成一层SEI膜(固体电解质界面膜)，这层SEI膜控制着离子进出的通道，是控制电极反应动力学的一个重要因素。以锂离子二次电池的充放电过程为例，致密均匀且稳定的SEI膜能保证锂离子二次电池的循环性能，否则随着充放电的次数增加，SEI膜逐渐破坏，使得有机溶剂与极片进行无障碍接触并发生化学及电化学反应，使得有机溶剂被无限消耗，导致锂离子二次电池循环寿命的骤减。在低温下，生成的SEI膜太厚，阻抗较大导致锂离子无法迁移通过，大大降低了锂离子二次电池循环后的容量保持率。而正负极生成的界面膜在高温存储时的稳定性很大程度地决定了锂离子二次电池的高温存储性能，同时对锂离子二次电池的热箱安全性能影响也非常大。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种电解液及二次电池，当所述电解液应用到二次电池中后，能够有效改善二次电池的常温和低温循环性能、高温存储性能以及热箱安全性能。为了达到上述目的，在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种电解液，其包括：电解质盐、有机溶剂以及添加剂。所述添加剂包括式1所示的化合物中的一种或几种；其中，R1选自取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基中的一种；R2选自取代或未取代的碳原子数为0～6的亚烷基中的一种；R3选自H、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基、取代或未取代的碳原子数为5～10的芳杂基、取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基中的一种；R4选自H、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基、取代或未取代的碳原子数为5～10的芳杂基、取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基中的一种，且R3和R4不同时选自取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基；取代基选自卤素中的一种或几种。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种二次电池，其包括根据本专利技术一方面所述的电解液。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：当本专利技术的电解液应用到二次电池中后，能够有效改善二次电池的常温和低温循环性能、高温存储性能以及热箱安全性能。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的电解液及二次电池。首先说明根据本专利技术第一方面的电解液。根据本专利技术第一方面的电解液包括：电解质盐、有机溶剂以及添加剂。所述添加剂包括式1所示的化合物中的一种或几种。在式1中，R1选自取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基中的一种；R2选自取代或未取代的碳原子数为0～6的亚烷基中的一种；R3选自H、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基、取代或未取代的碳原子数为5～10的芳杂基、取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基中的一种；R4选自H、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基、取代或未取代的碳原子数为5～10的芳杂基、取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基中的一种，且R3和R4不同时选自取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基；取代基选自卤素中的一种或几种。其中，“取代”表示被卤素中的一种或几种部分取代或全部取代。优选地，所述取代基选自F、Cl中的一种或两种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，式1所示的化合物中的磺酸酯结构在电化学氧化还原中能生成导电性能良好的烷基磺酸盐类，从而在二次电池的正负极表面形成低阻抗的、有机无机复合保护膜。同时式1所示的化合物中的双键结构有助于在正负极表面形成更加致密的聚合物保护膜，使得二次电池具有良好的循环性能。此外，式1所示的化合物中的-CN能够在正极表面与过渡金属离子发生络合反应，生成的络合物附着在正极表面形成稳固的CEI保护膜，从而明显提高二次电池的高温存储性能。由此，在电解液中加入式1所示的化合物后，能在正负极表面形成阻抗小且均匀致密的界面保护膜，改善了电解液的稳定性和极片的动力学性能，从而使二次电池在高低温下均有良好的性能，具体地，能够有效改善二次电池的常温和低温循环性能、高温存储性能以及热箱安全性能。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，若R2选自碳原子数为0的亚烷基，即表示式1中的双键碳原子与磺酸酯结构中的氧原子直接连接，具体地，可用式2表示。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述碳原子数为1～12的烷基可为链状烷基，也可为环烷基，位于环烷基的环上的氢可被烷基取代。所述烷基中碳原子数优选的下限值为2、3、4、5，优选的上限值为3、4、5、6、8、10。优选地，选择碳原子数为1～10的烷基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状烷基或碳原子数为3～8的环烷基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状烷基或碳原子数为5～7的环烷基。具体地，所述碳原子数为1～12的烷基可选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、己基、2-甲基-戊基、3-甲基-戊基、1,1,2-三甲基-丙基、3,3,-二甲基-丁基、庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、异庚基、辛基、壬基、癸基中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述碳原子数为1～12的烷氧基优选地选择碳原子数为1～10的烷氧基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的烷氧基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的烷氧基。具体地，所述碳原子数为1～12的烷氧基可选自甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、环戊氧基、环己氧基中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述碳原子数为1～12酰氧基优选地选择碳原子数为1～10的酰氧基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的酰氧基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的酰氧基。具体地，所述碳原子数为1～12酰氧基可选自甲酰氧基、乙酰氧基、正丙酰氧基、异丙酰氧基、正丁酰氧基、仲丁酰氧基、叔丁酰氧基、正戊酰氧基、异戊酰氧基中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述碳原子数为1～6的亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，包括：电解质盐；有机溶剂；以及添加剂；其特征在于，所述添加剂包括式1所示的化合物中的一种或几种；

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包括：电解质盐；有机溶剂；以及添加剂；其特征在于，所述添加剂包括式1所示的化合物中的一种或几种；其中，R1选自取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基中的一种；R2选自取代或未取代的碳原子数为0～6的亚烷基中的一种；R3选自H、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基、取代或未取代的碳原子数为5～10的芳杂基、取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基中的一种；R4选自H、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷基、取代或未取代的碳原子数为1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子数为6～10的芳基、取代或未取代的碳原子数为5～10的芳杂基、取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基中的一种，且R3和R4不同时选自取代或未取代的碳原子数为1～6的腈基；取代基选自卤素中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述取代基选自F、Cl中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯俊敏，陈培培，张昌明，周艳，付成华，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35