一种电解液及二次电池制造技术

本申请涉及储能材料技术领域，具体涉及一种电解液及二次电池。本申请的电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂中含有环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂。本申请通过将环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂作为功能性混合添加剂，可显著改善二次电池的存储性能、热箱性能和过充性能。

Electrolyte and two secondary battery

The utility model relates to the technical field of energy storage materials, in particular to an electrolyte and a two battery. The electrolyte of the present invention comprises an organic solvent, a lithium salt and an additive, wherein the additive comprises a sulfur two anhydride compound and a SEI film forming additive. In this application, the storage performance, hot box performance and overcharge performance of the two cell can be significantly improved by the use of sulfur dioxide as a functional additive, and the additive of anhydride compound and SEI film forming additive.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及储能材料
，具体涉及一种电解液及二次电池。
技术介绍
在飞速发展的信息时代中，对手机、笔记本、相机等电子产品的需求逐年增加。锂离子电池作为电子产品的工作电源，具有能量密度高、无记忆效应、工作电压高等特点，正逐步取代传统的Ni-Cd、MH-Ni电池。然而随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂离子电池的要求不断提高，开发具有较低内阻较高动力学以及较为安全的锂离子电池成为当务之急。目前，有效的方法是基于已有的成份降低电解液当中成膜添加剂的用量，但这样又会影响电芯的存储和循环性能。目前，锂离子电池广泛应用的电解液是以六氟磷酸锂为主导电锂盐和以环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物溶剂，然而上述电解液仍存在诸多的不足，特别的是在高能量密度下，锂离子电池的性能较差，例如较差的存储性能、以及较差的安全性能。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二次电池。为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：本申请涉及一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂中含有环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂。优选的，所述环硫二乙酸酐化合物选自结构式为式Ⅰ-A或Ⅰ-B所示的化合物中的至少一种，其中，R11～R18各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～10烷基、取代或未取代的C2～10烯基、取代或未取代的C6～10芳基、取代或未取代的C1～6杂环基团；取代基选自卤素、硝基、氰基、羧基、硫酸基。优选的，R11～R18各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C2～6杂环基团、取代或未取代的C1～4烷基、取代或未取代的C2～4烯基；取代基选自卤素、C1～3烷基、C2～4烯基。优选的，所述环硫二乙酸酐化合物选自以下化合物中的至少一种优选的，所述SEI成膜添加剂选自环状碳酸酯化合物、环状硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸亚甲酯化合物、砜化合物、腈化合物中的至少一种。优选的，所述环状碳酸酯化合物的结构式如式Ⅱ-1所示；所述环状硫酸酯化合物的结构式如式Ⅱ-2所示；所述磺酸内酯化合物的结构式如式Ⅱ-3所示；所述二磺酸亚甲酯化合物的结构式如式Ⅱ-4所示；所述腈化合物的结构式如式Ⅱ-5所示；其中，R21、R22、R23各自独立地选自取代或未取代的C1～6亚烷基、取代或未取代的C2～6亚烯基；R24、R25、R26、R27各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～10烷基、取代或未取代的C2～10烯基；R28选自取代或未取代的C1～12的亚烷基、取代或未取代的C2～12亚烯基、取代或未取代的C6～12的亚芳基；取代基选自卤素、C1～3烷基、C2～4烯基。优选的，R21、R22、R23各自独立地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、C1～3烷基、C2～4烯基；R24、R25、R26、R27各自独立地选自氢原子、卤原子；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、C1～3烷基、C2～4烯基；R28选自C1～6的亚烷基、C2～6亚烯基、C6～12亚芳基。优选的，所述SEI成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、乙烯基碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、己二腈中的至少一种。优选的，所述环硫二乙酸酐化合物在所述电解液中的质量百分含量为0.001％～5％，优选为0.001％～2％。优选的，所述SEI成膜添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.01％～30％，优选为0.1％～10％。本申请还涉及一种二次电池，包括正极片、负极片、间隔设置于正极片和负极片之间的隔离膜、以及电解液，所述电解液为本申请的电解液。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请通过将环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂作为功能性混合添加剂，可显著改善二次电池的存储性能、热箱性能和过充性能。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请提供的技术方案及所给出的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请涉及一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂；所述添加剂中同时含有环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂。研究表明，环硫二乙酸酐化合物的电化学窗口较窄，氧化电位比溶剂低，可以同时在电芯正极表面氧化聚合形成致密的固体电解质相界面膜(CEI)。作用在正极的CEI能够有效减少溶剂在正极的分解，对电池的性能非常有益；这是因为环硫二乙酸酐化合物与锂形成的聚合物覆盖在正极表面相对于烷基锂更难被溶剂溶解，CEI更加稳定。能有效阻止正极材料与电解液在正极表面发生副反应，从而可以显著改善电池的存储性能、热箱性能和过充性能。作为本申请电解液的一种改进，本申请环硫二乙酸酐化合物选自结构式为式Ⅰ-A或者式Ⅰ-B所示的化合物中的至少一种，其中，R11～R18各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～10烷基、取代或未取代的C2～10烯基、取代或未取代的C6～10芳基、取代或未取代的C1～6杂环基团；取代基选自卤素、硝基、氰基、羧基、硫酸基。作为本申请电解液的一种改进，本申请环硫二乙酸酐化合物选自以下化合物中的至少一种，但不限于此：作为本申请电解液的一种改进，环硫二乙酸酐化合物在电解液中的质量百分含量为0.001％～5％。当环硫二乙酸酐化合物的含量低于0.001％时，不能在正负极表面形成完整而有效的CEI膜，从而不能有效阻止电解液与电极之间的电子转移所引起的副反应；而当环硫二乙酸酐化合物含量大于5％时，会在正阴极表面形成较厚的CEI膜，导致锂离子迁移阻力增大，不利于循环过程中电池的正极界面稳定性。进一步优选地，环硫二乙酸酐化合物在电解液中的质量百分含量范围的上限任选自5％、4％、3％、2.0％、1.5％、1.0％，下限任选自0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％、0.3％、0.5％、0.6％。更进一步优选地，环硫二乙酸酐化合物在电解液中的百分含量为0.001％～2％。作为本申请电解液的一种改进，SEI成膜添加剂选自环状碳酸酯化合物、环状硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸亚甲酯化合物、腈化合物中的至少一种。作为本申请的一种改进，环状碳酸酯化合物的结构式如式Ⅱ-1所示，R21选自取代或未取代的C1～6亚烷基、取代或未取代的C2～6亚烯基；取代基选自卤素、C1～6烷基、C2～6烯基；作为本申请电解液的一种改进，R21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、C1～3烷基、C2～4烯基。作为本申请电解液的一种改进，环状碳酸酯化合物选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯的至少一种；具体结构式如下：作为本申请电解液的一种改进，环状碳酸酯化合物还可以选自：作为本申请电解液的一种改进，环状硫酸酯化合物的结构式如式Ⅱ-2所示，R22选自取代或未取代的C1～6亚烷基、取代或未取代的C2～6亚烯基；取代基选自卤素、C1～6烷基、C2～6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂中含有环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂中含有环硫二乙酸酐化合物和SEI成膜添加剂。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述环硫二乙酸酐化合物选自结构式为式Ⅰ-A或Ⅰ-B所示的化合物中的至少一种，其中，R11～R18各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～10烷基、取代或未取代的C2～10烯基、取代或未取代的C6～10芳基、取代或未取代的C1～6杂环基团；取代基选自卤素、硝基、氰基、羧基、硫酸基。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R11～R18各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C2～6杂环基团、取代或未取代的C1～4烷基、取代或未取代的C2～4烯基；取代基选自卤素、C1～3烷基、C2～4烯基。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述环硫二乙酸酐化合物选自以下化合物中的至少一种，5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述SEI成膜添加剂选自环状碳酸酯化合物、环状硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、二磺酸亚甲酯化合物、砜化合物、腈化合物中的至少一种。6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，所述环状碳酸酯化合物的结构式如式Ⅱ-1所示；所述环状硫酸酯化合物的结构式如式Ⅱ-2所示；所述磺酸内酯化合物的结构式如式Ⅱ-3所示；所述二磺酸亚甲酯化合物的结构式如式Ⅱ-4所示；所述腈化合物的结构式如式Ⅱ-5所示；其中，R21、R22、R23各自独立地选自取代或未取代的C1～6亚烷基、取代或未取代的C2～6亚烯基；R24、R25、R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗文强，
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