电解液及二次电池制造技术

本发明专利技术提供一种电解液及二次电池。所述电解液包括电解质盐、有机溶剂以及添加剂。所述添加剂包括环三磷腈化合物以及碳酸乙烯亚乙酯。当本发明专利技术的电解液应用到二次电池中后，能够同时提高二次电池的常温循环性能、高温存储性能以及高温热稳定性。

Electrolyte and two battery

The invention provides an electrolyte and two batteries. The electrolyte includes electrolyte salts, organic solvents and additives. The additive includes the ring three phosphonitrile compound and the ethylene ethylene carbonate. When the electrolyte of the invention is applied to the two battery, it can improve the cycle performance, high temperature storage performance and high temperature thermal stability of the two battery at the same time.

【技术实现步骤摘要】
电解液及二次电池
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种电解液及二次电池。
技术介绍
二次电池尤其是锂离子二次电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无污染等特点，使得其在消费类电子、动力汽车电池及储能电源上具有广阔的应用前景。无论在哪个应用领域，人们对锂离子二次电池的续航能力提出了更高的要求。为了提高锂离子二次电池的能量密度，开发具有高比容量的正极活性材料是有效办法之一。目前，过渡金属氧化物正极活性材料由于其理论比容量相比于其它正极活性材料更高，使得其成为研究热点。然而过渡金属氧化物正极活性材料在高SOC状态下具有很强的氧化性，导致电解液容易在正极表面发生电化学氧化反应，同时引起过渡金属氧化物正极活性材料结构的变化，导致镍、钴、锰等过渡金属发生还原反应而溶出，从而引起锂离子二次电池电化学性能的恶化。因此开发出一种与过渡金属氧化物正极活性材料相匹配的电解液非常关键。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种电解液及二次电池，当所述电解液应用到二次电池中后，能够同时提高二次电池的常温循环性能、高温存储性能以及高温热稳定性。为了达到上述目的，在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种电解液，其包括电解质盐、有机溶剂以及添加剂。所述添加剂包括环三磷腈化合物以及碳酸乙烯亚乙酯。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种二次电池，其包括根据本专利技术一方面所述的电解液。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的电解液同时含有环三磷腈化合物以及碳酸乙烯亚乙酯，当将其应用到二次电池中后，能够同时提高二次电池的常温循环性能、高温存储性能以及高温热稳定性。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的电解液及二次电池。首先说明根据本专利技术第一方面的电解液。根据本专利技术第一方面的电解液包括电解质盐、有机溶剂以及添加剂。所述添加剂包括环三磷腈化合物以及碳酸乙烯亚乙酯(VEC)。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，环三磷腈化合物是指由P和N通过单双键交替形成的六元环状化合物及其被取代得到的衍生物。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述碳酸乙烯亚乙酯可在正极活性材料表面形成网状钝化膜，有效抑制正极活性材料对电解液的氧化，但是碳酸乙烯亚乙酯容易在负极表面形成阻抗较高的固体电解质界面膜，影响二次电池的性能。而环三磷腈化合物分解产生的多磷酸盐成分可以嵌入由碳酸乙烯亚乙酯在负极表面形成的固态电解质界面膜中，从而有效降低碳酸乙烯亚乙酯在负极表面形成的固态电解质界面膜的阻抗。此外，环三磷腈化合物还可以吸收电解液中的氢氟酸，减轻氢氟酸对正负极钝化膜的腐蚀。因此，当电解液中同时含有环三磷腈化合物和碳酸乙烯亚乙酯时，可同时在正负极表面形成稳定的钝化膜，同时负极表面的固态电解质界面膜还兼具较低的阻抗和较好的离子传输特性，使二次电池的常温循环性能、高温存储性能以及高温热稳定性均得到明显改善。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述环三磷腈化合物选自式1所示的化合物中的一种或几种。其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自H、F、Cl、Br、I、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为1～20的卤代烷烃基、碳原子数为2～20的烯烃基、碳原子数为2～20的卤代烯烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的卤代芳基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为1～20的卤代烷氧基、碳原子数为6～26的芳氧基、碳原子数为6～26的卤代芳氧基中的一种；R1、R3、R5中的至少一个选自碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为1～20的卤代烷烃基、碳原子数为2～20的烯烃基、碳原子数为2～20的卤代烯烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的卤代芳基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为1～20的卤代烷氧基、碳原子数6～26的芳氧基、碳原子数为6～26的卤代芳氧基中的一种；R2、R4、R6中的至少两个各自独立地选自F、Cl、Br、I中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，优选地，R1、R3、R5中的至少一个选自碳原子数为1～6的烷烃基、碳原子数为1～6的卤代烷烃基、碳原子数为2～6的烯烃基、碳原子数为2～6的卤代烯烃基、苯基、卤代苯基、碳原子数为1～6的烷氧基、碳原子数为1～6的卤代烷氧基、苯氧基、卤代苯氧基中的一种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，优选地，R2、R4、R6均选自氟。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，具体地，所述环三磷腈化合物可选自下述化合物中的一种或几种；在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，碳酸乙烯亚乙酯的含量可为所述电解液总质量的0.1％～3％。当碳酸乙烯亚乙酯在电解液中的质量百分含量低于0.1％时，其无法在正极活性材料的表面形成完整的网状钝化膜，从而不能有效阻止电解液在其表面的氧化副反应；当碳酸乙烯亚乙酯在电解液中的质量百分含量高于3％时，其会在正负极表面形成过厚的钝化膜，使得钝化膜的阻抗较高，不利于离子在钝化膜中的传输，增加了电池极化，反而恶化二次电池的性能。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述环三磷腈化合物的含量可为所述电解液总质量的0.1％～10％。当环三磷腈化合物在电解液中的质量百分含量低0.1％时，其在负极表面生成固态电解质界面膜的反应不够充分，对二次电池性能的改善作用不明显；当环三磷腈化合物在电解液中的质量百分含量高于10％时，会显著增加电解液的粘度，降低电解液的电导率，从而减缓离子的迁移，反而恶化二次电池的性能。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述有机溶剂可选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1,4-丁内酯、γ-丁内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯中的至少两种。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述电解质盐可选自锂盐、钠盐或锌盐，依据所述电解液应用的二次电池的不同而不同。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述电解质盐的浓度为0.5M～1.5M。优选地，所述电解质盐的浓度为0.8M～1.2M。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，所述添加剂还可包括碳酸亚乙烯酯(VC)、硫酸乙烯酯(DTD)、1,3-丙磺酸内酯(1,3-PS)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)、三(三甲基硅烷)硼酸酯(TMSB)中的一种或几种，以进一步改善二次电池的性能。在根据本专利技术第一方面所述的电解液中，电解液采用常规方法制备即可，比如将电解液中的各个物料混合均匀即可。其次说明根据本专利技术第二方面的二次电池。根据本专利技术第二方面的二次电池包括根据本专利技术第一方面所述的电解液。在根据本专利技术第二方面所述的二次电池中，所述二次电池还包括正极片、负极片以及隔离膜。在根据本专利技术第二方面所述的二次电池中，所述正极片可包括正极集流体和设置于所述正极集流体上且包含正极活性材料的正极浆料层。在根据本专利技术第二方面所述的二次电池中，所述负极片可包括负极集流体和设置于所述负极集流体上且包含负极活性材料的负极浆料层。在根据本专利技术第二方面所述的二次电池中，隔离膜的具体种类并不受到具体的限制，可以是现有技术中使用的任何隔离膜材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯以及它们的多层复合膜，但不仅限于这些。在根据本专利技术第二方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，包括：电解质盐；有机溶剂；以及添加剂；其特征在于，所述添加剂包括环三磷腈化合物以及碳酸乙烯亚乙酯。

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包括：电解质盐；有机溶剂；以及添加剂；其特征在于，所述添加剂包括环三磷腈化合物以及碳酸乙烯亚乙酯。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述环三磷腈化合物选自式1所示的化合物中的一种或几种；其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自H、F、Cl、Br、I、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为1～20的卤代烷烃基、碳原子数为2～20的烯烃基、碳原子数为2～20的卤代烯烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的卤代芳基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为1～20的卤代烷氧基、碳原子数为6～26的芳氧基、碳原子数为6～26的卤代芳氧基中的一种；R1、R3、R5中的至少一个选自碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为1～20的卤代烷烃基、碳原子数为2～20的烯烃基、碳原子数为2～20的卤代烯烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的卤代芳基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为1～20的卤代烷氧基、碳原子数6～26的芳氧基、碳原子数为6～26的卤代芳氧基中的一种；R2、R4、R6中的至少两个各自独立地选自F、Cl、Br、I中的一种。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R1、R3、R5中的至少一个选自碳原子数为1～6的烷烃基、碳原子数为1～6的卤代烷烃基、碳原子数为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，韩昌隆，张翠，
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