锂二次电池电解液及其锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种锂二次电池电解液及其锂二次电池，锂二次电池电解液包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂为含氮的硅氧化合物，所述含氮的硅氧化合物具有如下式I结构：其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7分别独立地选自甲基或乙基；0≤a≤1。上述电解液通过添加含氮的硅氧化合物，能够使电解液中的HF的含量减少，减少HF对正极材料的腐蚀，提高电解液的热稳定性；改善电解液在高压下的循环性能，提高锂二次电池的使用寿命，同时可以抑制电池高温存储胀气。

Electrolyte for lithium secondary battery and its two secondary battery for lithium ion batteries two

The invention relates to a lithium battery electrolyte and lithium two times two times two times the battery electrolyte of lithium batteries, including lithium salt and organic solvent, conductive additive, the additive is the silicon oxygen compounds containing nitrogen, silicon oxide, the nitrogen has the following structure: the I, R1, R2, R3, R4 R5, R6, R7, are independently selected from the group consisting of methyl or ethyl; 0 = a = 1. The electrolyte by adding silicon oxygen compounds containing nitrogen, can make the content of the electrolyte is the reduction of HF, HF reduce the corrosion of the cathode materials, improve the thermal stability of electrolyte; improve the electrolyte circulation performance under high pressure, improve two lithium battery life, at the same time can inhibit the high temperature storage battery flatulence.

【技术实现步骤摘要】
锂二次电池电解液及其锂二次电池
本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种锂二次电池电解液及其含有该电解液的锂二次电池。
技术介绍
在现有的商业化二次电池中，锂二次电池由于比能量高、工作电压高、工作温度范围宽和循环性能好，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄影机，甚至用于电动汽车和混合电动汽车。然而，随着电子产品和电动汽车的快速发展，对锂二次电池的续航能力提出了更高的要求。为了提供更高的锂二次电池的能量密度，一个有效的方式是提高锂二次电池的电压。但是，在高压下，锂二次电池正极材料中的各种过渡金属元素处于较高的氧化态，具有较高的氧化活性，一方面使得电解液在正极侧极易氧化而产生大量的气体物质，进而导致电池胀气；另一方面，高价氧化态的过渡金属由于具有较小的离子半径，极易从正极本体相中溶出，经电解液相沉积到负极侧而破坏负极表面的固体电解质界面保护膜(俗称SEI膜)，进而导致电池容量急剧衰减。在高温下，以LiPF6为电解质的锂二次电池电解液，由于痕量水的存在很容易分解产生出多种质子酸(如HF)和路易斯酸(如PF5)，从而加速催化电解液成分的氧化分解和过渡金属元素的溶解迁移。因此，确有必要开发一种在高电压下仍能使锂离子电池保持优异的循环性能的电解液。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的是提供一种锂二次电池电解液。具体的技术方案如下：一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂为含氮的硅氧化合物，所述含氮的硅氧化合物具有如下式I结构：其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7分别独立地选自甲基或乙基；0≤a≤1。在其中一些实施例中，所述含氮的硅氧化合物选自双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)胺(1)、双(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)胺(2)、双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)-N-甲胺(3)、双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)乙二胺(4)或双(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)乙二胺(5)中的至少一种。结构式如下：在其中一些实施例中，所述含氮的硅氧化合物的用量占锂二次电池电解液总质量的0.01-10.00％。在其中一些实施例中，所述导电锂盐为六氟磷酸锂或双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所述导电锂盐占锂二次电池电解液总质量的8.00-16.00％。在其中一些实施例中，所述有机溶剂由环状溶剂和线性溶剂组成，所述环状溶剂与所述线型溶剂的质量比为(1～2):3。所述有机溶剂的用量占锂二次电池电解液总质量的74.00-91.99％在其中一些实施例中，所述环状溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯和γ-戊內酯中的一种或几种。在其中一些实施例中，所述线型溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸丙酯中的一种或几种。本专利技术的另一目的是提供一种锂二次电池。一种锂二次电池，包含上述锂二次电池电解液(还包含正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片以及隔膜)。在上述锂二次电池中所述正极活性材料是指含锂过渡金属化合物，所述的含锂过渡金属化合物为Li1+a(NixCoyM1-x-y)O2、Li(NipMnqCo2-p-q)O4、LiMh(PO4)m的至少一种，其中0≤a≤0.3，0≤x≤1，0≤y≤1，0＜x+y≤1，0≤p≤2，0≤q≤2，0＜p+q≤2，M为Fe、Ni、Co、Mn、Al或V，0＜h＜5，0＜m＜5；所述负极活性材料包括锂金属、锂合金、碳材料、硅基材料和锡基材料中的至少一种。上述锂二次电池电解液具有如下优点及有益效果：(1)上述电解液通过添加含氮的硅氧化合物，能够使电解液中的HF的含量减少，减少HF对正极材料的腐蚀，提高电解液的热稳定性；(2)上述电解液通过添加含氮的硅氧化合物，改善电解液在高压下的循环性能，提高锂二次电池的使用寿命，同时可以抑制电池高温存储胀气。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。实施例1本实施例一种锂二次电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成。所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的91.99％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线性溶剂(碳酸甲乙酯)组成，碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为1:2。所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的8.00％。所述电解液添加剂为双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)胺，用量0.01％。将本实施例的电解液用于LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/石墨软包电池。实施例2本实施例一种锂二次电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成。所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的85.00％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线性溶剂(碳酸甲乙酯)组成，碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为1:2。所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的12.00％。所述电解液添加剂为双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)胺，用量3.00％。将本实施例的电解液用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨软包电池。实施例3本实施例一种锂二次电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成。所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的82.00％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线型溶剂(碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯)组成，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的质量比为1:1:1。所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的8.00％。所述电解液添加剂为双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)胺，用量10.00％。将本实施例的电解液用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/石墨软包电池。实施例4本实施例一种锂二次电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成。所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的91.00％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线型溶剂(碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯)组成，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的质量比为1:1:1。所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的8.00％。所述电解液添加剂为双(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)胺，用量1.00％。将本实施例的电解液用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/硅碳复合软包电池。实施例5本实施例一种锂二次电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成。所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的85.00％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线型溶剂(碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯)组成，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的质量比为3:5:2。所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的12.00％。所述电解液添加剂为双(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)胺，用量3.00％。将本实施例的电解液用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/石墨软包电池。实施例6本实施例一种锂二次电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成。所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的81.00％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线型溶剂(碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池电解液，其特征在于，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂为含氮的硅氧化合物，所述含氮的硅氧化合物具有如下式I结构：

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池电解液，其特征在于，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂为含氮的硅氧化合物，所述含氮的硅氧化合物具有如下式I结构：其中，R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7分别独立地选自甲基或乙基；0≤a≤1。2.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述含氮的硅氧化合物选自双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)胺、双(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)胺、双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)-N-甲胺、双(3-(三甲氧基硅烷基)丙基)乙二胺或双(3-(三乙氧基硅烷基)丙基)乙二胺中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述含氮的硅氧化合物的用量占锂二次电池电解液总质量的0.01-10.00％。4.根据权利要求1或2所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟贞，余乐，廖波，周邵云，
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