电解液添加剂、电解液及储能装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电解液添加剂、电解液及储能装置，其中，电解液添加剂为具有式(I)所示结构的磺酸酯化合物：A为取代或未取代5

【技术实现步骤摘要】
电解液添加剂、电解液及储能装置


[0001]本专利技术涉及电池
，特别涉及电解液添加剂、电解液及储能装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着市场需求与政策导向，使得锂离子电池得到大力推广，具有能量密度高、充电效率高、循环寿命长等优点的锂离子电池，被广泛应用于动力、储能、航天、数码等领域。
[0003]人们对电池性能需求不断提高，电池的直流内阻(direct-current internal resistance，简称DCIR)作为评测电池性能的重要指标，越来越被电池厂商所关注。一般来说，含硫类的添加剂对降低电池阻抗有一定作用，进而改善电池的高温性能和低温性能。1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯分别作为磺酸酯和硫酸酯类的代表性添加剂，对电池的高温性能和低温性能均有改善作用，同时有一定的降低电池阻抗作用。相对硫酸乙烯酯的环状硫酸酯结构，1,3-丙烷磺酸内酯的环状磺酸酯结构稳定性更优，由于硫酸乙烯酯的不稳定性，1,3-丙烷磺酸内酯受到欧盟法规管控，使得其应用受到一定局限性。
[0004]因此，具有降低电池DCIR，改善电池高低温性能的新型含硫添加剂仍有待开发。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种电解液添加剂、电解液及储能装置，该电解液添加剂能够降低电池DCIR，改善电池高低温性能。
[0006]一种电解液添加剂，为具有式(I)所示结构的磺酸酯化合物：
[0007][0008]A为取代或未取代5-6元芳基或杂芳基；
[0009]R1、R2各自独立地为H、卤素或C
1-6
烷基。
[0010]在其中一实施例中，所述5-6元芳基或杂芳基任选被一个或多个以下基团取代：
[0011]C
1-6
烷基、卤代C
1-6
烷基、C
2-8
烯基、C
3-8
炔基、C
1-6
烷氧基、卤代C
1-6
烷氧基、3-8元环烷基、4-9元杂环基、6-20元芳基、5-20元杂芳基、卤素、羟基、腈基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基。
[0012]在其中一实施例中，上述磺酸酯化合物具有式(II)或式(III)所示结构：
[0013][0014]X为O、S、NR7或CR7R8；
[0015]R
3-R8各自独立地为：H、C
1-6
烷基、卤代C
1-6
烷基、C
2-6
烯基、C
3-6
炔基、C
1-6
烷氧基、卤代C
1-6
烷氧基、6-10元芳基、6-10元杂芳基、卤素、羟基、腈基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基。
[0016]在其中一实施例中，R3、R4、R5和R6各自独立地为：氢原子、氟原子、羟基、腈基、甲基、乙基、丙基、三氟甲基、三氟乙基、三氟丙基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、三氟甲氧基、三氟乙氧基、三氟丙氧基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基。
[0017]在其中一实施例中，R3、R4、R5和R6各自独立地为：H、F、三氟甲基、三氟乙基、三氟丙基、三氟甲氧基、三氟乙氧基、三氟丙氧基、氟代磺酰基或氟代磺酸基。
[0018]在其中一实施例中，所述磺酸酯化合物选自以下任一化合物：
[0019][0020]一种电解液，包括上述电解液添加剂。
[0021]在其中一实施例中，在所述电解液中，所述电解液添加剂的质量百分含量为0.01％～10％。
[0022]在其中一实施例中，上述电解液还包括电解质和溶剂，所述电解质为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸磷酸锂及双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；
[0023]所述溶剂包括环型溶剂以及线型溶剂。
[0024]在其中一实施例中，所述环型溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙酸苯酯、1，4-丁基磺酸内酯、三氟乙氧基碳酸乙烯酯及3，3，3-三氟碳酸丙烯酯中的至少一种；
[0025]所述线型溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸丙酯、1，1，2，2-四氟乙基-2，2，3，3-四氟丙基醚、2，2-二氟乙基乙酸酯、2，2-二氟乙基丙酸酯及2，2-二氟乙基碳酸甲酯中的至少一种。
[0026]一种储能装置，包括上述电解液。
[0027]在其中一实施例中，所述储能装置为锂离子电池或超级电容器。
[0028]有益效果：
[0029]上述磺酸酯化合物是具有PS分子骨架的1,3-丙烷磺酸内酯芳香衍生物，作为添加剂应用到储能装置中，磺酸酯化合物分解，由于芳香环或杂芳香环的存在使得储能装置的负极表面能够形成稳定、均匀、轻薄的SEI膜，可以抑制电解液中溶剂的分解。另外，磺酸酯化合物分解产生的烷基化硫酸锂给SEI膜引入了S元素，增加离子电导率，降低电池DCIR。另一方面，磺酸酯化合物中的不饱和键可以使得正极表面钝化，抑制正极金属离子的溶出，同时降低高氧化态的活性物质对溶剂的分解作用，从而可提高储能装置在高温条件下的电化学性能。在储能装置中，磺酸酯化合物能够抑制DCIR的增加，从而能改善储能装置的高温性
能和低温性能。
具体实施方式
[0030]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，并给出了本专利技术的较佳实施例。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。
[0031]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。
[0032]术语
[0033]除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
[0034]在本专利技术中，“取代”表示被取代基中的氢原子被取代基所取代。
[0035]本专利技术中所述的“任选地”表示所定义基团可从一系列候选基团中进行选择，也可以不选，可以选一个，也可以选多个；
[0036]本专利技术中，“取代或未取代”表示所定义的基团可以被取代，也可以不被取代。当所定义的基团被取代时，应理解为任选被本领域可接受的基团所取代，包括但不限于：C
1-20
烷基、卤代C
1-20
烷基、羟基取代C
1-20
烷基、硝基取代C
1-20
烷基、腈基取代C
1-20
烷基、磺酰基取代C
1-20
烷基、氟代磺酰基取代C
1-20
烷基、磺酸基取代C
1-20
烷基、氟代磺酸基取代C
1-20
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，为具有式(I)所示结构的磺酸酯化合物：A为取代或未取代5-6元芳基或杂芳基；R1、R2各自独立地为H、卤素或C
1-6
烷基。2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述5-6元芳基或杂芳基任选被一个或多个以下基团取代：C
1-6
烷基、卤代C
1-6
烷基、C
2-8
烯基、C
3-8
炔基、C
1-6
烷氧基、卤代C
1-6
烷氧基、3-8元环烷基、4-9元杂环基、6-20元芳基、5-20元杂芳基、卤素、羟基、腈基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基。3.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，具有式(II)或式(III)所示结构：X为O、S、NR7或CR7R8；R
3-R8各自独立地为：H、C
1-6
烷基、卤代C
1-6
烷基、C
2-6
烯基、C
3-6
炔基、C
1-6
烷氧基、卤代C
1-6
烷氧基、6-10元芳基、6-10元杂芳基、卤素、羟基、腈基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基。4.根据权利要求3所述的电解液添加剂，其特征在于，R3、R4、R5和R6各自独立地为：氢原子、氟原子、羟基、腈基、甲基、乙基、丙基、三氟甲基、三氟乙基、三氟丙基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、乙炔...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹哥尽，范伟贞，信勇，赵经纬，
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：