一种含苯乙烯及其衍生物的电解液和使用该电解液的锂二次电池制造技术

本发明专利技术属于锂二次电池材料领域，公开了一种含苯乙烯及其衍生物的电解液和使用该电解液的锂二次电池。所述电解液包括有机溶剂、电解质锂盐、苯乙烯及其衍生物和功能添加剂，所述苯乙烯及其衍生物的结构式如式(1)所示，其中R

Electrolyte containing styrene and its derivatives and lithium two secondary battery using the same

The invention belongs to the field of lithium secondary battery materials, discloses an electrolyte containing styrene and its derivatives and a lithium two secondary battery using the electrolyte. The electrolyte comprises an organic solvent, an electrolyte, a lithium salt, a styrene, a derivative thereof, and a functional additive, wherein the structural formula of the styrene and the derivative thereof is shown in formula (1), wherein R

【技术实现步骤摘要】
一种含苯乙烯及其衍生物的电解液和使用该电解液的锂二次电池
本专利技术属于锂二次电池材料领域，具体涉及一种含苯乙烯及其衍生物的电解液和使用该电解液的锂二次电池。
技术介绍
随着锂二次电池技术的迅速发展和应用范围的进一步扩宽，一些关键技术亟需解决，而电解液作为电池的重要组成部分，其作用不可低估。添加剂作为电解液中重要的物质组成，它的使用可以显著提高电池的电池容量，倍率充放电性能，正负极匹配性能，高低温性能，循环性能和安全性能等。随着新能源汽车的发展，对电池的综合性能需求提出了更高的要求，成膜添加剂的使用是提高锂离子电池综合性能有效途径之一。目前在电池中，电解液的氧化分解劣化电池性能，而且在循环和高温存储过程中常常伴随着金属离子的溶出，导致电池性能严重下降。研究表明，通过改善电极和电解液的界面性质可以有效改善锂离子电池性能。氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、磺酸酯化合物和腈类化合物等具有较好的成膜特性，目前普遍应用于锂离子电池电解液中。如专利技术专利CN105140562A通过向电解液中添加苯二腈衍生物来改善电池循环和高温性能，减少胀气。WO01/03229A将氟苯衍生物作为电解液添加剂改善电池循环性能。然而，目前锂二次电池成膜添加剂的种类仍较少，功能也较为单一。因此开发新型的成膜添加剂具有重要意义。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种含苯乙烯及其衍生物的电解液。本专利技术的另一目的在于提供上述含苯乙烯及其衍生物的电解液的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供一种使用上述电解液的锂二次电池。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种含苯乙烯及其衍生物的电解液，包括有机溶剂、电解质锂盐、苯乙烯及其衍生物和功能添加剂，所述苯乙烯及其衍生物的结构式如式(1)所示：其中R1，R2，R3，R4，R5各自独立的为氢、卤素、C1～C20烷基或卤代烷基，C6～C26芳基或卤代芳基，C1～C4腈基、氨基或烷氧基。作为优选，所述苯乙烯及其衍生物的加入量为有机溶剂和电解质锂盐总重量的0.1％～10％。作为优选，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯中至少两种的混合。作为优选，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂；所述电解质锂盐在有机溶剂中的浓度为0.8～1.5mol/L。作为优选，所述其他功能添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯中的至少一种；所述其他功能添加剂的加入量为有机溶剂和电解质锂盐总重量的0.5％～10％。上述含苯乙烯及其衍生物的电解液的制备方法，包括如下步骤：(1)将有机溶剂纯化除杂、除水；(2)在室温条件下，将电解质锂盐加入步骤(1)所得有机溶剂中，并搅拌均匀；(3)加入苯乙烯及其衍生物和其它功能添加剂，并搅拌均匀，得到所述含苯乙烯及其衍生物的电解液。步骤(1)中所述的纯化除杂、除水优选通过分子筛、活性炭、氢化钙、氢化锂、无水氧化钙、氯化钙、五氧化二磷、碱金属或碱土金属中的任意一种或几种进行处理。一种使用上述电解液的锂二次电池，所述锂二次电池包括锂离子电池、锂硫电池或锂空气电池。所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔膜以及所述含苯乙烯及其衍生物的电解液；所述正极片包括嵌入或者脱嵌锂离子的正极活性材料、导电剂、集流体和将正极活性材料和导电剂与所述集流体结合的结合剂；所述负极片包括可嵌入或者脱嵌锂离子的负极活性材料、导电剂、集流体和将负极活性材料和导电剂与所述集流体结合的结合剂。所述正极活性材料是指含锂过渡金属氧化物，所述的含锂过渡金属氧化物为Li1+a(NixCoyMn1-x-y)O2(0≤a≤0.3，0≤x≤1，0≤y≤1)、Li(NinMnmCo2-n-m)O4、(0≤n≤2，0≤m≤2)、LiMp(PO4)q(M为Fe、Ni、Co、Mn、V，0＜p＜5，0＜q＜5)的至少一种；所述负极活性材料包括锂金属、锂合金、碳材料、硅或锡及其氧化物中的至少一种。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点及有益效果：本专利技术通过在电解液中添加苯乙烯及其衍生物，在电极表面形成稳定的界面膜，改善界面性质。具体体现于电池在具有良好循环性能的同时，体现出较低的内阻。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种锂二次电池电解液，主要包含有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，添加剂包括功能添加剂和苯乙烯及其衍生物。所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为1:2。所述电解质锂盐六氟磷酸锂在有机溶剂中的浓度为0.8mol/L。所述功能添加剂为碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯，分别为电解液总质量的1.0％和2.0％。所述苯乙烯及其衍生物为苯乙烯(Ⅰ)，为电解液总质量的1.0％。本实施例电解液的制备方法，包括如下步骤：(1)有机溶剂经型分子筛、氢化钙、氢化锂纯化除杂、除水；(2)在室温条件下，将电解质锂盐加入步骤(1)所得有机溶剂中，并搅拌均匀；(3)加入功能添加剂和苯乙烯及其衍生物，并搅拌均匀，得到所述含苯乙烯及其衍生物的电解液。将本实施例的含苯乙烯及其衍生物电解液用于LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨软包装电池，测试LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨软包装电池在常温环境下3.0～4.35V，1C倍率充放电的循环性能和60℃14天高温存储。实施例2本实施例的含苯乙烯及其衍生物电解液的制备方法与实施例1相同，所不同的是，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为1:3。所述电解质锂盐六氟磷酸锂在有机溶剂中的浓度为1.0mol/L。所述功能添加剂为碳酸亚乙烯酯和1，3-丙烷磺酸内酯，分别为电解液总质量的2.0％和1.0％。所述苯乙烯及其衍生物为苯乙烯，为电解液总质量的3.0％。将如此制备的电解液按照与实施例1相同的方法应用于LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/石墨软包装电池，测试LiNi0.8Co0.15Al0.05O2石墨软包装电池在常温环境下3.0～4.2V，1C倍率充放电的循环性能和60℃14天高温存储。实施例3本实施例的含苯乙烯及其衍生物电解液的制备方法与实施例1相同，所不同的是，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯，碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的质量比为1:2。所述电解质锂盐六氟磷酸锂在有机溶剂中的浓度为1.0mol/L。所述功能添加剂为碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯，分别为电解液总质量的1.0％和3.0％。所述苯乙烯及其衍生物为2,6-二氟苯乙烯(Ⅱ)，为电解液总质量的0.5％。将如此制备的电解液按照与实施例1相同的方法应用于LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨软包装电池，测试LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2石墨软包装电池在常温环境下3.0～4.35V，1C倍率充放电的循环性能和60℃14天高温存储。实施例4本实施例的含苯乙烯及其衍生物电解液的制备方法与实施例1相同，所不同的是，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯，碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的质量比为1:3。所述电解质锂盐六氟磷酸锂在有机溶剂中的浓度为1.0mol/L。所述功能添加剂为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯和氟代碳酸乙烯酯，分别为电解液总质量的1.0％、2.0％和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含苯乙烯及其衍生物的电解液，其特征在于：所述电解液包括有机溶剂、电解质锂盐、苯乙烯及其衍生物和功能添加剂，所述苯乙烯及其衍生物的结构式如式(1)所示：

【技术特征摘要】
1.一种含苯乙烯及其衍生物的电解液，其特征在于：所述电解液包括有机溶剂、电解质锂盐、苯乙烯及其衍生物和功能添加剂，所述苯乙烯及其衍生物的结构式如式(1)所示：其中R1，R2，R3，R4，R5各自独立的为氢、卤素、C1～C20烷基或卤代烷基，C6～C26芳基或卤代芳基，C1～C4氰基、氨基或烷氧基。2.根据权利要求1所述的一种含苯乙烯及其衍生物的电解液，其特征在于：所述苯乙烯及其衍生物的加入量为有机溶剂和电解质锂盐总重量的0.1％～10％。3.根据权利要求1所述的一种苯乙烯及其衍生物的电解液，其特征在于：所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯中至少两种的混合。4.根据权利要求1所述的一种含苯乙烯及其衍生物的电解液，其特征在于：所述电解质锂盐为六氟磷酸锂；所述电解质锂盐在有机溶剂中的浓度为0.8～1.5mol/L。5.根据权利要求1所述的一种含苯乙烯及其衍生物的电解液，其特征在于：所述其他功能添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯中的至少一种；所述其他功能添加剂的加入量为有机溶剂和电解质锂盐总重量的0.5％～10％。6.权利要求1～5任一项所述的一种含苯乙烯及其衍生物的电解液的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将有机溶剂纯化除杂、除水；(2)在室温条件下，将电解质锂盐加入步骤(1)所得有机溶剂中，并搅拌均匀；(3)加入苯乙烯及其衍生物和其他功能添加剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢添，范伟贞，余乐，张利萍，王海，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44