一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池制造技术

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体讲，涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池。本申请的电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括二聚酯类化合物和具有醚键的二腈化合物，二聚酯类化合物包含碳酸酯二聚物、羧酸酯二聚物和磺内酯二聚物。本申请的电解液中能够提高锂离子电池在高电压下的循环性能、倍率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
，具体讲，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
近年来，随着电子产品的快速发展，对锂离子电池的续航能力提出了更高的要求，其中决定锂离子电池续航能力的主要因素是电池容量，相应地，人们对锂离子电池的能量密度也提出了更高的要求，为了提高锂离子电池的能量密度，开发高电压锂离子电池是有效的方法之一。然而随着电压的提高，会加速电解液中的水分与电解液中的其它成分的反应，还会产生氢氟酸(HF)，会降低锂离子电池的循环等性能，严重影响了锂离子电池性能。通过优化电解液来提升锂离子电池的性能被看作是最有效的途径之一。尽管链状碳酸酯二聚物、链状羧酸酯二聚物、链状磺酸酯二聚物或者磷酸酯可以改善高温储存性能、初始充放电性能、安全性、循环特性等等。然而由于其粘度过大，造成对极片和隔膜浸润困难，特别是高压实密度下，对电芯性能造成了不利的影响。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请的首要专利技术目的在于提出一种电解液。本申请的第二专利技术目的在于提出一种含有该电解液的锂离子电池。为了完成本申请的专利技术目的，采用的技术方案为：本申请涉及一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂中含有添加剂A和添加剂B，所述添加剂A选自二聚酯类化合物中的至少一种，所述二聚酯类化合物包括碳酸酯二聚物、羧酸酯二聚物和磺内酯二聚物；所述添加剂B选自具有醚键的二腈化合物中的至少一种。优选的，所述碳酸酯二聚物的结构式如式Ⅰ所示：在式Ⅰ中，R11、R13各自独立的分别选自取代或未取代的C1～12烷基、取代或未取代的C2～12烯基、取代或未取代的C2～12炔基、取代或未取代的C6～26芳基、取代或未取代的C5～22芳杂基；取代基选自卤素、C6～26芳基、C3～8环烷基；R12选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C6～26亚芳基、由至少一个醚键和至少一个取代或未取代的C1～12亚烷基组成的基团，取代基选自卤素；优选的，所述羧酸酯二聚物结构式如式Ⅱ所示：在式Ⅱ中，R21、R23各自独立的分别选自取代或未取代的C1～12烷基、取代或未取代的C2～12烯基、取代或未取代的C2～12炔基、取代或未取代的C6～26芳基、取代或未取代的C5～22芳杂基；取代基选自卤素、C6～26芳基、C3～8环烷基；R22选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C6～26亚芳基、由至少一个醚键和至少一个取代或未取代的C1～12亚烷基组成的基团，取代基选自卤素。优选的，所述磺内酯二聚物结构式如式Ⅲ所示：在式Ⅲ中，R31、R33各自独立的分别选自取代或未取代的C1～12烷基、取代或未取代的C2～12烯基、取代或未取代的C2～12炔基、取代或未取代的C6～26芳基、取代或未取代的C5～22芳杂基；取代基选自卤素、C6～26芳基、C3～8环烷基；R32选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C6～26亚芳基、由至少一个醚键和至少一个取代或未取代的C1～12亚烷基组成的基团，取代基选自卤素。优选的，所述具有醚键的二腈化合物的结构式如式Ⅳ所示：R41、R42、R43各自独立的分别选自C1～5亚烷基、C2～5亚烯基，m为1～5的整数。优选的，所述具有醚键的二腈化合物选自3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、乙二醇二(2-氰基乙基)醚、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚中的至少一种：优选的，所述添加剂A和添加剂B的总含量为电解液的总重量的0.01％～10％。优选的，所述添加剂还包括添加剂C，所述添加剂C选自醚化合物、腈化合物、含有硫氧双键的环状酯化合物、环状碳酸酯化合物、含有碳-氮双键的化合物中的至少一种；所述醚化合物选自取代或未取代的烷基醚中的至少一种，取代基为卤素；所述腈化合物选自含有1～5个氰基的烷烃、含有1～5个氰基的烯烃中至少一种；所述含有硫氧双键的环状酯化合物选自环状硫酸酯、环状亚硫酸酯、磺内酯中的至少一种；所述含有碳-氮双键的化合物为选自含有-N＝C＝N-的化合物中的至少一种。优选的，所述醚化合物选自取代或未取代的C1～12烷基醚中的至少一种，取代基为卤素；所述腈化合物选自含有1～4个氰基的C2～12烷烃、含有1～4个氰基的C2～12烯烃中至少一种；所述含有硫氧双键的环状酯化合物选自如式Ⅴ1、式Ⅴ2、式Ⅴ3所示化合物中的至少一种：所述环状碳酸酯化合物选自如式Ⅴ4所示化合物中的至少一种：R51、R52、R53、R54各自独立的分别选自取代或未取代的C1～4亚烷基、取代或未取代的C2～4亚烯基；取代基选自卤素、C2～4烯基。优选的，添加剂C选自1-乙氧基-丙烷、2-三氟甲基-3-甲氧基全氟戊烷、1,1,2,2-四氟乙基-2',2',3',3'-四氟丙基醚、乙腈、丙腈、丁腈、戊腈、丁烯腈、3-甲基丁烯腈、丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、富马二腈、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸丙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸亚乙烯酯、1,2-二氟代碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、二环己基碳二亚胺中的至少一种；更优选的，所述添加剂C的含量为电解液的总重量的0.01％～10％。本申请还涉及一种锂离子电池，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的电解液。本申请的技术方案至少可具有以下有益效果：本申请提供的电解液中包括酯二聚物以及具有醚键的二腈，能够提高锂离子电池在高电压下的循环性能、倍率性能和高温存储性能，例如提高了锂离子电池在4.4V～5V的高电压下循环性能和倍率性能以及在4.4V～5V的高电压和85℃下的存储性能。此外，还提高了锂离子电池的安全性能，例如提高了锂离子电池的热稳定性能，在150℃的温度下，锂离子电池的热稳定性好，基本不会出现冒烟、起火和爆炸的现象。下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。具体实施方式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，...

【技术保护点】
一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂中含有添加剂A和添加剂B，所述添加剂A选自二聚酯类化合物中的至少一种，所述二聚酯类化合物包括碳酸酯二聚物、羧酸酯二聚物和磺内酯二聚物；所述添加剂B选自具有醚键的二腈化合物中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其特征在于，所述
添加剂中含有添加剂A和添加剂B，所述添加剂A选自二聚酯类化合物
中的至少一种，所述二聚酯类化合物包括碳酸酯二聚物、羧酸酯二聚物和
磺内酯二聚物；所述添加剂B选自具有醚键的二腈化合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯二聚物
的结构式如式Ⅰ所示，所述羧酸酯二聚物结构式如式Ⅱ所示：
在式Ⅰ中，R11、R13各自独立的分别选自取代或未取代的C1～12烷基、
取代或未取代的C2～12烯基、取代或未取代的C2～12炔基、取代或未取代的
C6～26芳基、取代或未取代的C5～22芳杂基；取代基选自卤素、C6～26芳基、
C3～8环烷基；
R12选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C6～26亚芳基、
由至少一个醚键和至少一个取代或未取代的C1～12亚烷基组成的基团，取
代基选自卤素；
在式Ⅱ中，R21、R23各自独立的分别选自取代或未取代的C1～12烷基、
取代或未取代的C2～12烯基、取代或未取代的C2～12炔基、取代或未取代的
C6～26芳基、取代或未取代的C5～22芳杂基；取代基选自卤素、C6～26芳基、
C3～8环烷基；
R22选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C6～26亚芳基、
由至少一个醚键和至少一个取代或未取代的C1～12亚烷基组成的基团，取
代基选自卤素。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磺内酯二聚物
结构式如式Ⅲ所示：
在式Ⅲ中，R31、R33各自独立的分别选自取代或未取代的C1～12烷基、
取代或未取代的C2～12烯基、取代或未取代的C2～12炔基、取代或未取代的
C6～26芳基、取代或未取代的C5～22芳杂基；取代基选自卤素、C6～26芳基、
C3～8环烷基；
R32选自取代或未取代的C1～12亚烷基、取代或未取代的C6～26亚芳基、
由至少一个醚键和至少一个取代或未取代的C1～12亚烷基组成的基团，取
代基选自卤素。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述具有醚键的二
腈化合物的结构式如式Ⅳ所示：
R41、R42、R43各自独立的分别选自C1～5亚烷基、C2～5亚烯基，m为1～
5的整数。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述具有醚键的二
腈化合物选自3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、乙二醇二(2-
氰基乙基)醚、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王可飞，
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