电解液和含有电解液的锂离子电池制造技术

本申请的实施例提供了电解液和含有该电解液的锂离子电池，电解液包括：通式(I)的三腈化合物，

【技术实现步骤摘要】
电解液和含有电解液的锂离子电池
本申请的实施例涉及电池领域，更具体地，涉及锂离子电池的电解液和含有该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、无人机等移动设备和电动汽车等交通工具。保证大倍率放电和低温放电能力是锂离子电池拓展应用领域的必要条件。市场上对循环性能、倍率性能优异的电池需求日益增多。于此同时，人们习惯于夜间给电子设备充电，然而电池充满后没有立刻拔掉充电器会导致电池被持续充电，并长时间处于高充电的状态，这种现象简称浮充。电池的浮充性能直接影响电池的胀气、超厚、容量衰减等问题。因此，确有必要提供一种提高锂离子电池的循环性能、倍率性能和浮充性能的电解液，以便更好地满足市场的需求。
技术实现思路
本申请将氟代磺酰基硅烷乙酸酯和腈化合物结合使用，以提高锂离子电池的循环性能、倍率性能和浮充性能。本申请的实施例提供了一种电解液，包括：通式(I)的三腈化合物，在通式(I)中，R11、R12、R13各自独立的选自碳原子数为0～8的亚烷基，且R11、R12、R13不同时为0；以及氟代磺酰基硅烷乙酸酯。在上述电解液中，其中，所述三腈化合物选自1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,3,5-戊三腈、1,2,3-丙烷三腈中的一种或多种。在上述电解液中，其中，所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯为式(II)的化合物：其中，R21、R22、R23、R24独立地为碳原子数1～10的烷烃基、碳原子数1～10的氟代烷烃基、碳原子数1～10的烷氧基或碳原子数1～10的氟代烷氧基。在上述电解液中，其中，所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、三乙基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、氟代甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、双氟甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯中的一种或多种。在上述电解液中，其中，基于所述电解液的总重量，所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯的质量百分比为0.1wt％～10wt％，所述三腈化合物的质量百分比为0.1wt％～5wt％。在上述电解液中，还包括二腈化合物，其中，所述二腈化合物包括通式(III)、通式(IV)中的至少一种，在通式(III)和通式(IV)中，x为1～8的正整数。在上述电解液中，其中，所述二腈化合物选自丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、乙二醇双(丙腈)醚中的一种或多种，基于电解液总重量，所述二腈化合物的质量百分比为0.1wt％～8wt％。在上述电解液中，其中，电解液还包括氟醚，其中，所述氟醚为通式(V)中的至少一种，R31-O-R32(V)，在通式(V)中，R31、R32各自独立的选自碳原子数为1～5的氟代烷基中的至少一种。在上述电解液中，其中，所述氟醚选自1,1,2,2-四氟乙基-1,1,2,2-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-1,1,1-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,2-双(1,1,2,2-四氟乙氧基)乙烷、1,2,2,2-四氟乙基二氟甲醚中的一种或多种。在上述电解液中，其中，基于所述电解液的总重量，所述氟醚的质量百分比为0.1wt％～10wt％。在上述电解液中，还包括环醚，其中，所述环醚的通式为中的至少一种，其中，n为1～5的整数。在上述电解液中，其中，所述环醚选自1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环中的一种或多种。本申请还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔离膜以及根据本申请实施例的电解液。在上述锂离子电池中，负极包含天然石墨、人造石墨、无定型碳材料、硅材料中的一种或多种。其中，所述硅材料包括硅氧化合物，硅碳化物、硅氮化合物、硅合金中的一种或多种。本申请通过将腈化合物以及氟代磺酰基硅烷乙酸酯结合使用，提高了硅基锂离子电池的循环性能、倍率性能和浮充性能。具体实施方式下面详细充分地说明示例性实施例，不过，这些示例性实施例可以用不同的方式来实施，并且，不应被解释为局限于本申请所阐述的这些实施例。相反，提供这些实施例的目的在于使本申请公开彻底和完整，以及将本申请的范围充分地传达给本领域所属技术人员。本申请的电解液中的添加剂可以包括三腈化合物，三腈化合物可以为通式(I)的三腈化合物，在通式(I)中，R11、R12、R13各自独立的选自碳原子数为0～8的亚烷基，且R11、R12、R13不同时为0。例如，腈化合物选自1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,3,5-戊三腈、1,2,3-丙烷三腈中的一种或多种。氟代磺酰基硅烷乙酸酯为通式(II)所示化合物：在通式(II)中，R21、R22、R23、R24独立地为碳原子数目介于1～10的烷烃基、氟代烷烃基、烷氧基或氟代烷氧基。例如，氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、三乙基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、氟代甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、双氟甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯中的一种或多种。更具体地，氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自如下结构所示中的一种或两种：本申请的电解液还可以包括二腈化合物，二腈化合物包括通式(III)、通式(IV)中的至少一种，在通式(III)和通式(IV)中，x为1～8的正整数。例如，二腈化合物包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、乙二醇双(丙腈)醚中的一种或多种。更具体地，三腈化合物和二腈化合物可以包括如下结构：本申请的电解液中的氟醚为通式(V)中的至少一种，R31-O-R32(V)，在通式(V)中，R31、R32各自独立的选自碳原子数为1～5的氟代烷基中的一种。氟醚包括1,1,2,2-四氟乙基-1,1,2,2-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-1,1,1-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、1,2-双(1,1,2,2-四氟乙氧基)乙烷、1,2,2,2-四氟乙基二氟甲醚中的一种或多种。例如，氟醚包括如下结构：本申请的电解液中的环醚的通式为中的至少一种，其中，n为1～5的整数。例如，环醚包括1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、1,3-二氧戊环中的一种或多种。更具体地，环醚包括如下结构：在本申请的一些实施例中，氟代磺酰基硅烷乙酸酯在电解液中的质量百分比为0.1wt％～10wt％。当氟代磺酰基硅烷乙酸酯含量过低时，负极表面难以形成稳定的SEI，对电极材料和电解液保护不完全，当氟代磺酰基硅烷乙酸酯含量过高时，尤其在高温条件下，电极组件产气较为严重，导致倍率性能下降。在本申请的一些实施例中，三腈化合物在电解液中的质量百分比为0.1wt％～5wt％，二腈化合物在电解液中的质量百分比为0.1wt％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，包括：/n通式(I)的三腈化合物，/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包括：
通式(I)的三腈化合物，



在通式(I)中，R11、R12、R13各自独立的选自碳原子数为0～8的亚烷基，且R11、R12、R13不同时为0；
以及氟代磺酰基硅烷乙酸酯。


2.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述三腈化合物选自1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,3,5-戊三腈、1,2,3-丙烷三腈中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯为式(II)的化合物：



在通式(II)中，R21、R22、R23、R24独立地为碳原子数1～10的烷烃基、碳原子数1～10的氟代烷烃基、碳原子数1～10的烷氧基或碳原子数1～10的氟代烷氧基。


4.根据权利要求1所述的电解液，其中，所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯选自三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、三乙基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、氟代甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯、双氟甲基三甲基硅烷基双氟(氟代磺酰基)乙酸酯中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的电解液，其中，基于所述电解液的总重量，所述氟代磺酰基硅烷乙酸酯的质量百分比为0.1wt％～10wt％，所述三腈化合物的质量百分比为0.1wt％～5wt％。


6.根据权利要求1所述的电解液，还包括二腈化合物，其中，所述二腈化合物包括通式(III)、通式(IV)中的至少一种，






在通式(III)和通式(IV)中，x为1～8的正整数。


7.根据权利要求6所述的电解液，其中，所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：薄祥昆，孙结岩，唐超，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35