一种锂离子电池用电解液及包括该电解液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术的用于锂离子电池的电解液包括有机溶剂、第一添加剂、第二添加剂和导电锂盐；所述第一添加剂包括式(1)所示的化合物中的至少一种，所述第二添加剂包括二氟二草酸磷酸锂和/或四氟草酸磷酸锂：所述第一添加剂能够在锂离子电池的负极表面形成保护膜，该保护膜的主要成分为Li

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用电解液及包括该电解液的锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池用电解液及包括该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池自从商业化以来，由于它的比能量高、循环性能好，被广泛用于笔记本、手机等数码领域。同时，由于终端设备应用环境的多变，因此，消费者对锂离子电池的性能提出了越来越高的要求，例如：循环寿命长和在高低温条件下正常使用。通过研究发现，锂离子电池中电解液对锂离子电池性能的影响非常巨大，使用高性能的锂离子电池电解液会使得锂离子电池具有高性能。这是由于性能较好的电解液中的物质会相互发生反应在锂离子电极表面形成高效的保护膜，从而性能提升明显。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池用电解液及包括该电解液的锂离子电池，所述锂离子电池用电解液能够显著改善锂离子电池的循环性能、高温存储性能和低温放电性能等问题。本专利技术采取的技术方案如下：一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、第一添加剂、第二添加剂和导电锂盐；所述第一添加剂包括如下式(1)所示的化合物中的至少一种，所述第二添加剂包括二氟二草酸磷酸锂和/或四氟草酸磷酸锂：式(1)中，n为0或者1，m为0或者1；R为-O-亚烷基-、-O-亚烯基-、-O-亚烷基-O-、-O-亚烯基-O-、亚烷基或亚烯基，所述亚烷基为取代或未取代的亚烷基，所述亚烯基为取代或未取代的亚烯基，取代基为C1-6的烷基或C2-6的烯基。其中，若R为-O-亚烷基-时，-O-的一端与P相连，-亚烷基-的一端与S相连；或者，-O-的一端与S相连，-亚烷基-的一端与P相连。同理，若R为-O-亚烯基-时，-O-的一端与P相连，-亚烯基-的一端与S相连；或者，-O-的一端与S相连，-亚烯基-的一端与P相连。根据本专利技术，R为-O-C1-6亚烷基-、-O-C2-6亚烯基-、-O-C1-6亚烷基-O-、-O-C2-6亚烯基-O-、C1-6亚烷基、C2-6亚烯基，所述C1-6亚烷基为取代或未取代的C1-6的亚烷基，所述C2-6亚烯基为取代或未取代的C2-6的亚烯基，取代基为C1-6的烷基或C2-6的烯基。根据本专利技术，R为-O-C1-3亚烷基-、-O-C2-3亚烯基-、-O-C1-3亚烷基-O-、-O-C2-3亚烯基-O-、C1-3亚烷基、C2-3亚烯基，所述C1-3亚烷基为取代或未取代的C1-3的亚烷基，所述C2-3亚烯基为取代或未取代的C2-3的亚烯基，取代基为C1-3的烷基或C2-3的烯基。根据本专利技术，R为-O-CH2-CH2-、-O-CH2-CH2-CH2-、-O-CH2-CH2-O-、-O-CH2-O-、-O-CH2-CH＝CH-。根据本专利技术，所述式(1)所示的化合物可以是如下化合物中的任一种：本专利技术中所述第一添加剂能够在锂离子电池的负极表面形成保护膜，该保护膜的主要成分为Li2SO4和LiPOxFy的有机成膜，该保护膜具有保护强度大，导离子性好的特点。本专利技术中所述第二添加剂能够在正极表面形成F—P—C—O的聚合物的保护膜，该保护膜具有极高的惰性，能够抑制电解液溶剂在正极被氧化，基于此，通过加入含有第一添加剂和第二添加剂的所述锂离子电池用电解液能够显著改善锂离子电池的循环性能、高温存储性能和低温放电性能等问题。根据本专利技术，所述第一添加剂的加入量占电解液总质量的0.1-4wt％，优选为0.1-2.5wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2wt％、3wt％、4wt％。所述第一添加剂占电解液总质量的0.1-4wt％为本专利技术的最优含量，其占电解液含量的范围低于0.1wt％时，对性能提高不明显；其占电解液含量的范围高于4wt％时，则其含量太高，在电解液表面分解产生太多的保护膜，阻碍锂离子从电极活性物质中脱嵌。根据本专利技术，所述第二添加剂的加入量占电解液总质量的0.1-4wt％，优选为0.1-2.5wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2wt％、3wt％、4wt％。所述第二添加剂占电解液总质量的0.1-4wt％为本专利技术的最优含量，其占电解液含量的范围低于0.1wt％时，对性能提高不明显；其占电解液含量的范围高于4wt％时，则其含量太高，在电解液表面分解产生太多的保护膜，阻碍锂离子从电极活性物质中脱嵌。根据本专利技术，所述第一添加剂的加入量占电解液总质量的质量百分比含量大于所述第二添加剂含量的加入量占电解液总质量的质量百分比含量。这是由于第二添加剂不仅能在正极成膜，而且能够在负极成膜。特别的第二添加剂的在负极成膜的时候，其容易被还原生成大量的乙烯和一氧化碳等气体，这并不利于锂离子电池性能的改善。但是第一添加剂具有比第二添加剂更低的成膜电位，其可以优先在负极成膜，抑制了第二添加剂在负极成膜。因此，当电解液中同时含有第一添加剂和第二添加剂时，可以实现第一添加剂只在负极成膜，第二添加剂只在正极成膜，因此制备得到的锂离子电池具有更好循环性能、高温存储性能和低温放电性能。同时为了最大方式的确保第二添加剂不在负极上成膜，当所述第一添加剂的加入量占电解液总质量的质量百分比含量大于所述第二添加剂含量的加入量占电解液总质量的质量百分比含量能够彻底避免第二添加剂在负极发生成膜。根据本专利技术，所述导电锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂和三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种。根据本专利技术，所述导电锂盐的加入量占电解液总质量的10-20wt％。所述导电锂盐的加入量(浓度)过低时，电解液的电导率过低，会影响整个电池体系的倍率和循环性能；所述导电锂盐的加入量(浓度)过高时，电解液的粘度过大，同样影响整个电池体系的倍率。优选低，所述导电锂盐的加入量占电解液总质量的12-16wt％，如10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％。根据本专利技术，所述有机溶剂选自碳酸酯类有机溶剂、砜类有机溶剂、羧酸酯类有机溶剂、硫酸酯类有机溶剂、醚类有机溶剂中的至少一种。其中，所述碳酸酯类有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甘油酯中的至少一种。其中，所述砜类有机溶剂选自环丁砜、二甲亚砜。其中，所述羧酸酯类有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸甲酯中的至少一种。其中，所述硫酸酯类有机溶剂选自亚硫酸乙烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、亚硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、第一添加剂、第二添加剂和导电锂盐；所述第一添加剂包括如下式(1)所示的化合物中的至少一种，所述第二添加剂包括二氟二草酸磷酸锂和/或四氟草酸磷酸锂：/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、第一添加剂、第二添加剂和导电锂盐；所述第一添加剂包括如下式(1)所示的化合物中的至少一种，所述第二添加剂包括二氟二草酸磷酸锂和/或四氟草酸磷酸锂：



式(1)中，n为0或者1，m为0或者1；R为-O-亚烷基-、-O-亚烯基-、-O-亚烷基-O-、-O-亚烯基-O-、亚烷基或亚烯基，所述亚烷基为取代或未取代的亚烷基，所述亚烯基为取代或未取代的亚烯基，取代基为C1-6的烷基或C2-6的烯基。


2.根据权利要求1所述的电解液，其中，R为-O-C1-6亚烷基-、-O-C2-6亚烯基-、-O-C1-6亚烷基-O-、-O-C2-6亚烯基-O-、C1-6亚烷基、C2-6亚烯基，所述C1-6亚烷基为取代或未取代的C1-6的亚烷基，所述C2-6亚烯基为取代或未取代的C2-6的亚烯基，取代基为C1-6的烷基或C2-6的烯基。


3.根据权利要求1或2所述的电解液，其中，R为-O-C1-3亚烷基-、-O-C2-3亚烯基-、-O-C1-3亚烷基-O-、-O-C2-3亚烯基-O-、C1-3亚烷基、C2-3亚烯基，所述C1-3亚烷基为取代或未取代的C1-3的亚烷基，所述C2-3亚烯基为取代或未取代的C2-3的亚烯基，取代基为C1-3的烷基或C2-3的烯基。


4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其中，所述式(1)所示的化合物可以是如下化合物中的任一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，廖波，母英迪，李素丽，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44