本发明专利技术提供一种高电压非水电解液。高电压非水电解液包括溶质、溶剂和高电压添加剂，高电压添加剂结构为X—(R—Z)n-R—Y，其中，X和Y为下列结构中的一种或多种：Z为下列结构中的一种或多种：R为C1～C10的烷基、烯基、炔基、氧烷基、氧烯基、氧炔基及其卤代物中的一种或多种，n为0～10；R1、R2为卤素、氢、烷基、氧烷基或卤取代烷基或氧烷基中的一种或多种。该高电压非水电解液可在4.5V以上电压下应用。另外还提供包括上述高电压非水电解液的锂离子电池。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种高电压非水电解液。高电压非水电解液包括溶质、溶剂和高电压添加剂，高电压添加剂结构为X—(R—Z)n-R—Y，其中，X和Y为下列结构中的一种或多种：Z为下列结构中的一种或多种：R为C1～C10的烷基、烯基、炔基、氧烷基、氧烯基、氧炔基及其卤代物中的一种或多种，n为0～10；R1、R2为卤素、氢、烷基、氧烷基或卤取代烷基或氧烷基中的一种或多种。该高电压非水电解液可在4.5V以上电压下应用。另外还提供包括上述高电压非水电解液的锂离子电池。【专利说明】高压电解液、高电压非水电解液及其锂离子电池
本专利技术涉及一种含有高电压添加剂的高压电解液、高电压非水电解液以及其组成的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池与其他电池相比，具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高、无记忆效应、循环寿命长等优点，不仅在手机、笔记本电脑等领域得到了广泛的应用，而且也被认为是电动车、大型储能装置的最佳选择之一。但目前智能手机，平板电脑等电子数码产品对电池的能量密度要求越来越高，使得商用锂离子电池难以满足要求。采用高容量正极材料或高电压正极材料是提升锂离子电池能量密度的最有效途径。目前高电压正极材料的研究主要聚焦于LiNia5Mnnh5CVLiCoPC^ LiNiPO4等材料，其放电平台分别为4.7V、4.8V和5.1V，充电截止电压均高于4.5V。高容量正极材料以富锂层状固溶体材料为研究热点，其释放高容量的前提为要将材料充电到4.5V以上。目前商用电解液的工作电压为4.3V以下，如在4.5V以上电压下应用会被氧化，此弊端导致性能恶化，严重限制了高能锂离子电池的发展。由此可见，开发高电压电解液技术势在必行。目前研究者聚焦于采用高电压添加剂或高电压溶剂两途径，提升电解液工作电压。现有技术一:采用抗氧化电位高的砜类、腈类、离子液体类物质作为电解液的溶剂，可显著提升电解液的工作电压达5V以上。 然而，该现有技术存在以下不足:砜类、腈类、离子液体类溶剂作为锂离子电池电解液容剂，均具有应用弊端。他们的电导率小于商用电解液碳酸酯类溶剂，此将降低电池大电流充放电能力；他们的粘度大于商用电解液的粘度，不仅降低锂离子的传递速率，而且会降低对电极及隔膜的润湿性能。以上的不足，损害了锂离子电池的电化学性能，限制了应用。现有技术二:在商用电解液中添加高电压添加剂。在起初的数次循环过程中，添加剂发生反应，参与正极表面保护层的形成，阻隔材料和电解液的直接接触，进而抑制电解液被氧化的副反应。该方案的优点在于加入添加剂的高电压电解液与其母体的物化性质几乎相同。例如，专利US20120009485A1P报道了一种磷酸酯类高电压添加剂，其可显著提升4.3V级碳酸酯类电解液在4.9V电压下的应用性能。然而，该技术的难点在于寻找适合的高电压添加剂材料不容易。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种由高电压添加剂组成的高电压非水电解液，其可保持锂离子传递动力学性能和电极界面/隔膜润湿性能，且加入高电压添加剂的高电压非水电解液可在4.5V以上电压下应用。一种高压电解液，所述高压电解液中含有质量百分比为0.1%~10%的高压添加剂，所述高压添加剂的结构为X-(R-Z)n-R-Y,其中，X和Y为下列结构中的一种或多种:【权利要求】1.一种高压电解液，其特征在于，所述高压电解液中含有质量百分比为0.1%~10%的高压添加剂，所述高压添加剂的结构为 X — (R一Z)n-R一Y，其中，X和Y为下列结构中的一种或多种: 2.如权利要求1所述的高压电解液，其特征在于:R1、R2为F、CF3、C2F5、CHC2F6、CH2CF3、CHCH2CF3、OCHCH2CF3、OC2F5、OCC3F9 或 OC2F5。3.一种高电压非水电解液，包括溶质、溶剂和高电压添加剂，其特征在于:所述高电压添加剂结构为X-(R-Z)n-R-Y,其中，X和Y为下列结构中的一种或多种: 4.如权利要求3所述的高电压非水电解液，其特征在于:R1、R2为F、CF3、C2F5、CHC2F6、CH2CF3、CHCH2CF3、OCHCH2CF3、OC2F5、OCC3F9 或 OC2F5。5.如权利要求3所述的高电压非水电解液，其特征在于:所述高电压添加剂在所述高电压非水电解液中的质量百分比为0.1%~10%。6.如权利要求3至5任意一项所述的高电压非水电解液，其特征在于:所述高电压非水电解液的溶剂为脂肪或环状的碳酸酯、醚、砜、腈、离子液体及其衍生物中的一种或多种。7.如权利要求3至5任意一项所述的高电压非水电解液，其特征在于:所述高电压非水电解液的溶质为一种或多种 锂盐。8.如权利要求7所述的高电压非水电解液，其特征在于:所述锂盐为六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、二亚胺锂、高氯酸锂、LiBOB或LiBF2C2O4。9.如权利要求3至5任意一项所述的高电压非水电解液，其特征在于:所述高电压非水电解液还包括为满足高电压非水电解液应用需求的功能添加剂，所述功能添加剂包括阻燃添加剂、高温添加剂、低温添加剂或循环添加剂。10.一种高电压锂离子电池，其包括正极、负极以及电解液，其特征在于:该锂离子电池的电解液 包含如权利要求1至9中任意一项所述的电解液。【文档编号】H01M10/0567GK103887558SQ201210560439【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日【专利技术者】杨同勇 申请人:华为技术有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高压电解液，其特征在于，所述高压电解液中含有质量百分比为0.1%～10%的高压添加剂，所述高压添加剂的结构为X—(R—Z)n‑R—Y，其中，X和Y为下列结构中的一种或多种：Z为下列结构中的一种或多种：R为C1～C10的烷基、烯基、炔基及其卤代物中的一种或多种，n为0～10；R1、R2为卤素、氢、烷基、氧烷基或卤取代烷基或氧烷基中的一种或多种。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨同勇，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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