一种非水电解液及锂离子电池制造技术

本申请涉及一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，在添加剂中含有巴比妥酸化合物和添加剂锂盐，其中的添加剂锂盐与电解质盐不同。本申请通过将巴比妥酸化合物和添加剂锂盐混合作为添加剂使用，可显著改善电池性能。

Nonaqueous electrolyte solution and lithium ion battery

The present invention relates to a non-aqueous electrolyte comprising an organic solvent, an electrolyte salt, and an additive, wherein the additive contains a barbiturate compound and an additive lithium salt, wherein the additive lithium salt is different from the electrolyte salt. This application can significantly improve battery performance by mixing barbiturate compounds with additive lithium salts as additives.

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液及锂离子电池
本申请涉及锂电池
，具体涉及一种非水电解液及锂离子电池。
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。随着锂离子电池的广泛应用，其使用环境也早已趋于多种多样，对电池的寿命、安全性能要求越来越高。例如，电池在大倍率快速充放电的情况下仍具有较长的寿命，在高温长时间工作仍无安全风险等。锂离子电池的寿命、安全性能受到诸多因素的影响，其中，非水电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对其有着重大的影响。通过非水电解液能够改善电池的动力学性能，减小极化，循环及高温存储过程中正负极界面稳定性从而达到改善寿命和安全性能的目的。
技术实现思路
本申请的目的之一在于提供一种非水电解液。本申请的目的之二在于提供一种锂离子电池。本申请的具体技术方案为：本申请涉及一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂中含有巴比妥酸化合物和添加剂锂盐，所述添加剂锂盐与所述电解质盐不同。优选的，所述巴比妥酸化合物选自结构式为式(Ⅰ)所示的化合物中的至少一种，其中，R11、R12各自独立地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C6～26芳基；R13、R14各自独立地选自氢、氨基、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C6～26芳基、-NH-R’,其中R’为取代或未取代的C1～12的烷基；X选自O或S；取代基选自卤素。优选的，R11、R12各自独立地选自取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的苯基；R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的苯基、氨基。优选的，所述巴比妥酸化合物选自以下化合物中的至少一种，优选的，所述巴比妥酸化合物在所述非水电解液中的质量百分含量为0.01％～3％；优选为0.05％～2％。优选的，所述电解质盐为六氟磷酸锂。优选的，所述添加剂锂盐选自磺酰亚胺锂盐、含硼锂盐、含氟磷酸锂盐中的至少一种；优选所述磺酰亚胺锂盐选自双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或双(氟磺酰)亚胺锂，所述含硼锂盐选自双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂中的至少一种，所述含氟磷酸锂盐为二氟磷酸锂。优选的，所述电解质盐在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％～30％；优选为10％～20％。优选的，所述添加剂锂盐在所述非水电解液中的质量百分含量为0.01％～5％；优选为0.1％～2％。本申请还涉及一种锂离子电池，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、以及前述电解液。本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：与现有技术相比，本申请通过将巴比妥酸化合物和添加剂锂盐共同作为添加剂，不仅在电池正极表面生成稳定的钝化膜，而且在此钝化膜上还夹杂着无机盐类物质。从而能够隔离溶剂，抑制正极活性物质被电解液氧化，还能增强锂离子迁移速率，降低极化，显著改善电池的循动力学性能及循环后的热箱性能。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。本申请涉及一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂。作为本申请非水电解液的改进，本申请的添加剂中同时含有巴比妥酸化合物和与电解质盐不同的添加剂锂盐。研究表明，巴比妥酸化合物的氧化电位比溶剂低，可以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)，有效减少溶剂在正极的分解，对电池的性能非常有益；这是因为巴比妥酸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。从而能够有效阻止正极材料与非水电解液在正极表面发生副反应，并且能够有效的减少循环过程中正极界面阻抗的增加，减小循环过程中正极极化造成的容量损失。巴比妥酸化合物聚合成膜后，可防止正极材料的如Mn、Co元素的溶出，抑制非水电解液发生氧化产气使电池膨胀。在锂离子电池中，电解质盐类化合物热稳定性较好，在电解液中电导率高，粘度低，可以降低电解液的浓差极化，改善动力学性能。某些电解质盐类，如本申请中的添加剂锂盐在高电位下易反应生成硼酸盐、磷酸盐或氮氟化类等无机盐类物质，有利于锂离子的传输。因此将巴比妥酸化合物与添加剂锂盐结合后，除在电池正极生成稳定的钝化膜，在此钝化膜上还夹杂着无机盐类物质。不仅能够隔离溶剂，使正极不被电解液氧化，还能增强锂离子迁移速率，降低极化，从而显著改善电池的循环性能、倍率性能及循环后的热箱性能。作为本申请非水电解液的一种改进，本申请巴比妥酸化合物选自结构式为式(1)所示的化合物中的至少一种，其中，R11、R12各自独立地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C6～26芳基；R13、R14各自独立地选自氢、氨基、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C6～26芳基、-NH-R’,其中R’为取代或未取代的C1～12的烷基；X选自O或S；取代基选自卤素，如F、Cl。作为本申请的一种改进，R11、R12各自独立地选自取代或未取代的C1～6烷基、取代或未取代的C2～6烯基、取代或未取代的苯基；R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1～6的烷基、取代或未取代的C2～6的烯基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的C1～6的氨基烷基、氨基、被C1～6烷基取代的亚氨基。作为本申请的一种改进，R11、R12各自独立地选自取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的苯基；R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的苯基、氨基。在上述式Ⅰ中，取代基的含义如下所述。碳原子数为1～12的烷基，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3，4，5，6，8，10，12。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，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1～5的链状烷基。作为烷基的实例，具体可以举出：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、环戊基、环己基。碳原子数为2～12的烯基，可为环状烯基，也可为链状烯基。另外，烯基中双键的个数优选为1个。所述烯基中碳原子数优选的下限值为2，3，4，优选的上限值为3，4，5，6，8，10，12。优选地，选择碳原子数为2～10的烯基，进一步优选地，选择碳原子数为2～6的烯基，更进一步优选地，选择碳原子数为2～5的烯基。作为烯基的实例，具体可以举出：乙烯基、烯丙基、异丙烯基、戊烯基、环己烯基、环庚烯基、环辛烯基。碳原子数为6～26的芳基，例如苯基、苯烷基、至少含有一个苯基的芳基如联苯基、稠环芳烃基如萘、蒽、菲均可，联苯基和稠环芳烃基还可被烷基或是烯基所取代。优选地，选择碳原子数为6～16的芳基，进一步优选地，选择碳原子数为6～14的芳基，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂中含有巴比妥酸化合物和添加剂锂盐，所述添加剂锂盐与所述电解质盐不同。

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂中含有巴比妥酸化合物和添加剂锂盐，所述添加剂锂盐与所述电解质盐不同。2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述巴比妥酸化合物选自结构式为式(Ⅰ)所示的化合物中的至少一种，其中，R11、R12各自独立地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C6～26芳基；R13、R14各自独立地选自氢、氨基、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C6～26芳基、-NH-R’,其中R’为取代或未取代的C1～12的烷基；X选自O或S；取代基选自卤素。3.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，其中，R11、R12各自独立地选自取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的苯基；R13、R14各自独立地选自氢、取代或未取代的C1～5烷基、取代或未取代的苯基、氨基。4.根据权利要求3所述的非水电解液，其特征在于，所述巴比妥酸化合物选自以下化合物中的至少一种，5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昌明，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