用于高压实负极材料的电解液及具有该电解液的锂电池制造技术

本发明专利技术公开了用于高压实负极材料的电解液及具有该电解液的锂电池。其中，用于高压实负极材料的电解液包括有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式1所示的对苯硅酸盐化合物，R1和R2分别独立地为链状烷基或所述链状烷基的氟代物，M1和M2分别独立地为选自Li

【技术实现步骤摘要】
用于高压实负极材料的电解液及具有该电解液的锂电池
本专利技术属于锂电池领域，具体而言，涉及用于高压实负极材料的电解液及具有该电解液的锂电池。
技术介绍
锂离子电池技术是目前产业化、制造智能化以及具有很好发展前景的新能源技术，具有绿色无污染、产业化程度较高和适用领域广等优点，在移动电源、电动汽车、电动工具、航天航空以及储能等领域均有广泛的运用。目前我国在大力推广电动汽车，希望能在此领域的发展下完成对美、日、欧等发达国家的弯道超车，由此带来了电动汽车续航里程短等的问题，因此，如何增加电动汽车的续航里程是该行业内共同面临且需要解决的问题，也是共同的发展方向。从国家宏观政策上来看，提高电池的能量密度是最直接的解决方案，目前行业能提高能量密度的方案有以下几个：1、电池轻量化，在容量不变的情况，从其他零部件上轻量化设计以及改变；2、电池自身容量提高，选用高能量发挥的正极、负极材料，从配方体系上增大电池容量；3、电池高能量发挥电压平台，通过提高电池使用电压平台，提高电池材料的电化学窗口来提高电池的能量发挥。业界普遍采用第二种方法来更直接地解决上述系列问题，在负极材料的不断升级中，负极不断向高容量以及高压实方向发展，但负极的压实越来越高引发出一些问题：一方面，由于负极片空间空隙减少，一般电解液不能完全浸润，使得电解液与负极接触面变小，电化学离子转移变少，界面阻抗增大，导致电池出现低容、循环周数降低等问题；另一方面，注射电解液工序工艺用时增加，搁置时间必须延长以及电解液浸润一致性变低，导致电池生产周期变长，成本增大。基于上述问题，目前急需开发一种匹配高压实负极材料的新型电解液，以期解决负极电解液浸润性困难、一致差、电池循环周期性差以及生产周期长等的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出用于高压实负极材料的电解液及具有该电解液的锂电池。将该电解液用于锂电池中时，可以显著改善对负极，尤其是对高压实负极的浸润效率和浸润效果，从而达到提高浸润一致性、缩短生产周期、降低成本以及提高电池循环性能等的效果。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出一种用于高压实负极材料的电解液。根据本专利技术的实施例，该电解液包括有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式1所示化合物，其中，R1和R2分别独立地为链状烷基或所述链状烷基的氟代物，M1和M2分别独立地为选自Li+、Na+和K+中的至少一种。根据本专利技术上述实施例的用于高压实负极材料的电解液，通过链状烷基和/或链状烷基的氟代物将硅酸链接到苯环上形成式1所示的对苯硅酸盐，并将该对苯硅酸盐作为电解液的添加剂使用，至少具有以下优点：1、含有式1所示有机物的电解液与负极接触时可以在负极表面产生硅酸盐，硅酸盐的比表面积大且表面粗糙，具有较强的保液性和吸液性，能够在负极表面迅速扩散，使电解液与负极的接触面积更大，并提供更多的离子通道，从而能够显著提高离子的迁移量，降低界面阻抗和内阻，并容易在负极表面反应形成SEI膜；2、采用苯环作为中心结构可以使式1所示的化合物具有一定的刚性，使该添加剂不易被氧化；3、对苯环结构相对稳定，在电解液中不易分解，不会产生气体；4、链状有机物及其氟代物具有更高的离子迁移率，且链状有机物的氟代物还具有较好的热稳定性，式1所示的结构不仅可以使链状结构更长，还有利于提高链状结构的稳定性，由此能够进一步提高电解液的浸润性。综上，将该含有式1所示化合物的电解液用于锂电池中时，可以显著改善对负极，尤其是对高压实负极的浸润效率和浸润效果，从而达到提高浸润一致性、缩短生产周期、降低成本以及提高电池循环性能等的效果。另外，根据本专利技术上述实施例的用于高压实负极材料的电解液还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述R1和R2分别独立地为链状烷基C10～16或所述链状烷基C10～16的氟代物。在本专利技术的一些实施例中，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括所述式1所示化合物。在本专利技术的一些实施例中，所述用于高压实负极材料的电解液包括80～90重量份的所述有机溶剂、5～10重量份的所述第一添加剂和2重量份的所述第二添加剂。在本专利技术的一些实施例中，所述用于高压实负极材料的电解液进一步包括7～16重量份的锂盐。在本专利技术的一些实施例中，所述用于高压实负极材料的电解液中，锂盐的浓度为0.95～1.05mol/L。在本专利技术的一些实施例中，所述第一添加剂为式1所示化合物。在本专利技术的一些实施例中，所述有机溶剂为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丁烯酯和碳酸二丙酯中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述第二添加剂为选自硼类、砜类和腈类中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述第二添加剂为选自碳酸亚乙烯基酯、二氟草酸硼酸锂、硫酸亚乙酯和亚硫酸丙烯酯中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述高压实负极材料的密度为1.65-1.7g/m3。根据本专利技术的第二个方面，本专利技术还提出了一种锂电池。根据本专利技术的实施例，该锂电池具有上述用于高压实负极材料的电解液。该锂电池中，电解液对负极的浸润效率和浸润效果较好，可以显著提高负极的浸润一致性、缩短生产周期、降低成本，并提高锂电的循环周期等电化学性能，从而有利于使该锂电池兼具较高的能量密度、优越的循环性、更长的使用寿命和更高的性价比。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提出一种用于高压实负极材料的电解液。根据本专利技术的实施例，该电解液包括有机溶剂和添加剂，添加剂包括式1所示化合物，其中，R1和R2分别独立地为链状烷基或链状烷基的氟代物，M1和M2分别独立地为选自Li+、Na+和K+中的至少一种。该用于高压实负极材料的电解液中，通过链状烷基和/或链状烷基的氟代物将硅酸链接到苯环上形成式1所示的对苯硅酸盐，并将该对苯硅酸盐作为电解液的添加剂使用，至少具有以下优点：1、含有式1所示有机物的电解液与负极接触时可以在负极表面产生硅酸盐，硅酸盐的比表面积大且表面粗糙，具有较强的保液性和吸液性，能够在负极表面迅速扩散，使电解液与负极的接触面积更大，并提供更多的离子通道，从而能够显著提高离子的迁移量，降低界面阻抗和内阻，并容易在负极表面反应形成SEI膜；2、采用苯环作为中心结构可以使式1所示的化合物具有一定的刚性，使该添加剂不易被氧化；3、对苯环结构相对稳定，在电解液中不易分解，不会产生气体；4、链状有机物及其氟代物具有更高的离子迁移率，且链状有机物的氟代物还具有较好的热稳定性，式1所示的结构不仅可以使链状结构更长，还有利于提高链状结构的稳定性，由此能够进一步提高电解液的浸润性。综上，将该含有式1所示化合物的电解液用于锂电池中时，可以显著改善对负极，尤其是对高压实负极的浸润效率和浸润效果，从而达到提高浸润一致性、缩短生产周期、降低成本以及提高电池循环性能等的效果。下面对本专利技术上述实施例的用于高压实负极材料的电解液进行详细描述。根据本专利技术的一个具体实施例，本专利技术中链状烷基或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压实负极材料的电解液，其特征在于，包括有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式1所示化合物，

【技术特征摘要】
1.一种用于高压实负极材料的电解液，其特征在于，包括有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式1所示化合物，其中，R1和R2分别独立地为链状烷基或所述链状烷基的氟代物，M1和M2分别独立地为选自Li+、Na+和K+中的至少一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述R1和R2分别独立地为链状烷基C10～16或所述链状烷基C10～16的氟代物。3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第一添加剂包括所述式1所示化合物。4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，包括75～85重量份的所述有机溶剂、5～10重量份的所述第一添加剂和2-5重量份的所述第二添加剂。5.根据权利要求1或4所述的电解液，其特征在于，进一步包括7～16重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：何里烈，吕豪杰，
申请(专利权)人：昆山宝创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32