电解液以及包括该电解液的锂离子电池制造技术

本申请涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池，电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，优选地所述添加剂包含式I所示的具有氰基取代基的环磷腈类化合物：R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地为选自卤原子、氰基、碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为3～22的烯氰基、碳原子数为7～20的芳氰基、碳原子数为2～22的烷氧氰基、碳原子数为7～20的芳氧氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氰基、碳原子数为3～22的卤代烯氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氧氰基中的一种，卤原子为F、Cl、Br且R1、R2、R3、R4、R5、R6中至少一个为含有氰基。该电解液应用到锂离子电池中后，能够提高锂离子电池的循环性能和高温存储性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及锂离子电池
，特别地涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品以及储能与动力电池中。然而随着消费这对电子产品和电动汽车等终端需求越来越高，迫切需要提高电池的能量密度。目前，提高锂离子电池的能量密度以提高电池的工作电压和开发高电压正极材料为主，但是随着正极电位的提高，电解液容易在正极材料表面发生氧化分解，特别需要注意的是正极材料中的过渡金属会催化电解液在正极表面的反应，加速电解液的分解，从而导致锂离子电池在存储和循环过程中胀气，严重影响4.35V以上高电压锂离子电池的使用。因此，确有必要提供一种可以抑制高电压以及高温存储和循环过程中产气的电解液。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：将包含环磷腈类化合物的电解液，应用到锂离子电池中后，不仅能够提高锂离子电池的循环性能，而且能够提高锂离子电池在高温下以及高压下的存储性能，从而完成本申请。本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包含具有氰基取代基的环磷腈类化合物。特别的，所述具有氰基取代基的环磷腈类化合物为选自式I所示的化合物：式I其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地为选自卤原子、氰基、碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为3～22的烯氰基、碳原子数为7～20的芳氰基、碳原子数为2～22的烷氧氰基、碳原子数为7～20的芳氧氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氰基、碳原子数为3～22的卤代烯氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氧氰基中的一种，其中，所述卤原子为F、Cl、Br，且在R1、R2、R3、R4、R5、R6中至少一个为含有氰基的取代基。本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，其特征在于，包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片、锂电池隔膜和本申请提供的电解液。本申请提供的包含有环磷腈类化合物的电解液，将该电解液应用到锂离子电池中后，不仅能够提高锂离子电池的循环性能，例如在4.35V以上的高压下经过多次循环后，仍然具有较高的容量保持率，另外，还能够提高锂离子电池在高温下以及高压下的存储性能，特别地，提高锂离子电池在4.35V以上的高压下且在60℃和85℃下存储性能。具体实施方式下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包含具有氰基取代基的环磷腈类化合物。优选地，所述具有氰基取代基的环磷腈类化合物为选自式I所示的化合物。式I在上述式I中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地为选自卤原子、氰基、碳原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为3～22的烯氰基、碳原子数为7～20的芳氰基、碳原子数为2～22的烷氧氰基、碳原子数为7～20的芳氧氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氰基、碳原子数为3～22的卤代烯氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基、碳原子数为7～20的卤代芳氧氰基中的一种，其中，在R1、R2、R3、R4、R5、R6中至少一个为含有氰基的取代基，所述卤原子为F、Cl、Br，卤代物中的卤原子也为F、Cl、Br。在本申请中，“烷氰基”为在烷烃基上连接有氰基所形成的基团，“烯氰基”为在烯基上连接有氰基所形成的基团，“芳氰基”为在芳基上连接有氰基所形成的基团，“烷氧氰基”为在烷氧基上连接有氰基所形成的基团，“芳氧氰基”为在芳氧基上连接有氰基所形成的基团，其中所述“连接”是指烷烃基、烯基、芳基、烷氧基以及芳氧基上的氢原子被氰基取代而形成的连接方式。在上述式I中，R1、R2、R3、R4、R5、R6可以彼此相同，也可以互不相同，又或者是其中任意两者以上相同。优选地，R1、R3、R5相同且均为具有氰基的取代基。在上述式I中，碳原子数为2～22的烷氰基，其中与氰基相连的烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷烃基和环状烷烃基均可，其中链状烷烃基又包括直链烷烃基和支链烷烃基，另外，环状烷烃基上可以有取代基，也可以不含有取代基。与烷烃基相连接的氰基的个数可为1个、2个、3个或者4个，特别地，优选为1个或者2个。在所述烷氰基中，烷氰基中碳原子数的优选的下限值可为2、3、4、5，烷氰基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16、18、20。优选地，选择碳原子数为2～10的烷氰基，进一步优选地，选择碳原子数为2～8的链状烷氰基，碳原子数为3～10的环状烷氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～6的链状烷氰基，碳原子数为5～8的环状烷氰基。作为烷氰基的实例，具体可以举出：氰甲基、2-氰基乙基、1-氰基乙基、3-氰基正丙基、2-氰基异丙基、4-氰基正丁基、3-氰基仲丁基、2-氰基仲丁基、1-氰基仲丁基、叔丁基氰基、5-氰基正戊基、4-氰基正戊基、3-氰基正戊基、2-氰基正戊基、1-氰基正戊基、4-氰基异戊基、3-氰基异戊基、2-氰基异戊基、1-氰基异戊基、1-氰基-2，2-二甲基丙基、3-氰基-2，2-二甲基丙基、3-氰基-1-乙基丙基、4-氰基-1-甲基丁基、6-氰基-正己基、4-氰基-异己基、3-氰基-1，1，2-三甲基丙基、7-氰基-正庚基、8-氰基-正辛基、2-氰甲基-4-氰基丁基。在上述式I中，碳原子数为3～22的烯氰基，其中，与氰基连接的烯基并没有特别的限制，例如可为链状烯基，电可为其它种类的烯基，其中链状烯基又可分为直链烯基和支链烯基。在烯氰基中，烯基的个数可为1个、2个、3个或者4个，优选为1个或2个。另外，与烯基相连接的氰基的个数可为1个、2个、3个或者4个，特别地，优选为1个或者2个。在所述烯氰基中，烯氰基中碳原子数的优选的下限值可为3、4、5，烯氰基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20。优选地，选择碳原子数为3～12的烯氰基，进一步优选地，选择碳原子数为3～10的烯氰基，更进一步优选地，选择碳原子数为3～7的烯氰基。作为烯氰基的实例，具体可以举出：2-氰基乙烯基、1-氰基乙烯基、3-氰基烯丙基、2-氰基烯丙基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其中所述添加剂包含具有氰基取代基的环磷腈类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其中
所述添加剂包含具有氰基取代基的环磷腈类化合物。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述具有氰基取代
基的环磷腈类化合物为选自式I所示的化合物中的一种或多种：
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地为选自卤原子、氰基、碳
原子数为2～22的烷氰基、碳原子数为3～22的烯氰基、碳原子数为7～20
的芳氰基、碳原子数为2～22的烷氧氰基、碳原子数为7～20的芳氧氰基、
碳原子数为2～22的卤代烷氰基、碳原子数为3～22的卤代烯氰基、碳原子
数为7～20的卤代芳氰基、碳原子数为2～22的卤代烷氧氰基、碳原子数为
7～20的卤代芳氧氰基中的一种，其中，所述卤原子为F、Cl、Br，且在
R1、R2、R3、R4、R5、R6中至少一个为含有氰基的取代基。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，R1、R2、R3、R4、
R5、R6各自独立地为选自F、Cl、碳原子数为2～10的烷氰基、碳原子数
为3～12的烯氰基、碳原子数为7～16的芳氰基、碳原子数为2～12的烷氧
氰基、碳原子数为7～16的芳氧氰基、碳原子数为2～10的卤代烷氰基、碳
原子数为3～12的卤代烯氰基、碳原子数为7～16的卤代芳氰基、碳原子数
为2～12的卤代烷氧氰基、碳原子数为7～16的卤代芳氧氰基中的一种。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，R1、R2、R3、R4、
R5、R6各自独立地为选自F、碳原子数为2～8的链状烷氰基，碳原子数为
3～10的环状烷氰基、碳原子数为3～10的烯氰基、碳原子数为7～14的芳
氰基、碳原子数为2～10的链状烷氧氰基，碳原子数为3～10的环状烷氧氰
基、碳原子数为7～14的芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙兵，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35