电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及锂离子电池。该电解液包括有机溶剂、LiPF

【技术实现步骤摘要】
电解液及锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，具体而言，涉及一种电解液及锂离子电池。
技术介绍
近年来，随着新能源技术的发展，车用的锂离子动力电池对锂离子二次电池的性能提出了更高的要求。为了满足电动汽车长续航里程、宽温度范围环境、可快速充电等要求，需要开发具有更高的能量密度、更优异的循环、存储性能以及耐低温性能的锂离子二次电池。然而，除了锂离子二次电池的正极、负极、隔膜等原材料通常含有较高的水分外，在电池的生产过程中，电芯也容易吸收生产环境中的水分，而且这些水分即使通过高温干燥的方式也很难去除。通常干燥后的正极极片、隔膜等的水分依然在500~700ppm以上。而电池中残留的水分会导致电池在高温循环或存储时容易产气。该产气的机理可能是水分与电解液中的六氟磷酸锂发生反应，生成了产物三氟氧磷，进一步催化电解液分解产生二氧化碳等气体，导致电解液胀气，尤其是高温时会加快该副反应的发生。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电解液及锂离子电池，以解决现有技术中的锂离子电池在高温循环或存储时容易产气的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种电解液，该电解液包括有机溶剂、LiPF6以及添加剂，添加剂包括具有下列式I所示的四（三烷基硅氧基）硅烷化合物，，其中，R选自C1~C4的烷基中的任意一种。进一步地，上述四（三烷基硅氧基）硅烷化合物的质量为有机溶剂总质量的0.01~5%。进一步地，上述四（三烷基硅氧基）硅烷化合物的质量为有机溶剂总质量的0.1~1%。进一步地，上述R选自甲基、乙基、正丙基中的任意一种。进一步地，上述添加剂还包括具有碳碳双键的添加剂。进一步地，具有碳碳双键的添加剂的质量为有机溶剂质量的0.01~5%。进一步地，具有碳碳双键的添加剂的质量为有机溶剂质量的0.1~2%。进一步地，具有碳碳双键的添加剂选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯中的任意一种或几种。进一步地，上述添加剂还包括酯类添加剂。进一步地，上述酯类添加剂选自1,3-丙磺酸内酯、三（三甲基硅烷）硼酸酯、三（三甲基硅烷）磷酸酯中的任意一种或多种。进一步地，上述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状酸酯。进一步地，上述环状碳酸酯和链状酸酯的体积比为15~40:60~85。进一步地，环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯中的一种或几种。进一步地，上述链状酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的一种或几种。进一步地，上述LiPF6的质量为电解液质量的10~20%。进一步地，上述电解液还包括锂盐添加剂。进一步地，上述锂盐添加剂选自LiBF4、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、Li(FSO2)2N、LiPO2F2、Li(CF3SO2)2N、LiPF2(C2O4)2、LiClO4中的任意一种或多种。进一步地，上述锂盐添加剂为Li(FSO2)2N和LiPO2F2。进一步地，上述Li(FSO2)2N的质量为电解液质量的0.1~10%。进一步地，上述LiPO2F2的质量为电解液质量的0.1~1.5%。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片以及电解液，该电解液为上述的电解液。进一步地，上述正极片包括正极材料。进一步地，上述正极材料为锂的过渡金属氧化物和/或锂的过渡金属磷酸化合物。进一步地，锂的过渡金属氧化物选自LiCoO2、LiNixCoyMnzO2、LiNixMnyO2、LiMn2O4、LiMnO2、Li2MnO4、Li1+aMn1-xMxO2、LiCo1-xMxO2、LiMn1-xMxO4、Li2Mn1-xO4中的任意一种或多种。进一步地，上述锂的过渡金属磷酸化合物选自LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4、LiFe1-xMxPO4中的任意一种或多种，其中，M选自Ni、Co、Mn、Al、Cr、Mg、Zr、Mo、V、Ti中的任意一种，0≤a<0.2，0≤x，y，z≤1。进一步地，负极片包括负极材料。进一步地，上述负极材料选自碳质材料、合金类材料、含有锂的金属复合物材料中的任意一种或多种。进一步地，上述负极材料选自天然石墨、人造石墨、软碳、硬碳、钛酸锂、硅、硅碳合金、硅氧合金中的任意一种或多种。应用本专利技术的技术方案，本专利技术电解液中的四（三烷基硅氧基）硅烷类化合物含有较多的硅氧键，且该四（三烷基硅氧基）硅烷类化合物上的取代基综合了电荷感应效应和空间位阻效应的优势，使得其最大化地进行水解反应，即1摩尔的四（三甲基硅氧基）硅烷能够与4摩尔的水分子反应，从而将锂离子电池体系中的残留的水分除去，进而极大地改善锂离子电池的产气问题，进一步地，提高锂离子电池的高温稳定、循环稳定等综合性能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术的实施例1、对比例1的锂离子二次电池在45℃下的循环容量保持率图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所分析的，现有技术中存在锂离子电池在高温循环或存储时容易产气的问题，为解决该问题，本专利技术提供了一种电解液及锂离子电池。在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种电解液，该电解液包括有机溶剂、LiPF6以及添加剂，添加剂包括具有下列式I所示的四（三烷基硅氧基）硅烷化合物，，其中，R选自C1~C4的烷基中的任意一种。本专利技术电解液中的四（三烷基硅氧基）硅烷类化合物含有较多的硅氧键，且该四（三烷基硅氧基）硅烷类化合物上的取代基综合了电荷感应效应和空间位阻效应的优势，使得其最大化地进行水解反应，即1摩尔的四（三甲基硅氧基）硅烷能够与4摩尔的水分子反应，从而将锂离子电池体系中的残留的水分除去，进而极大地改善锂离子电池的产气问题，进一步地，提高锂离子电池的高温稳定、循环稳定等综合性能。在本申请的一种实施例中，上述四（三烷基硅氧基）硅烷化合物的质量为有机溶剂总质量的0.01~5%，优选为0.1~1%。1摩尔的四（三甲基硅氧基）硅烷能够与4摩尔的水分子反应，为确保四（三甲基硅氧基）硅烷能够尽可能地除去锂离子电池体系中的残留的水分，并不至于造成对四（三甲基硅氧基）硅烷的浪费，且避免对电解液的粘度造成过大影响，优选四（三烷基硅氧基）硅烷化合物的质量占有机溶剂总质量的百分比在上述范围内。四（三烷基硅氧基）硅烷类化合物与水的反应为亲核取代反应，R的体积太大，位阻效应太明显，不利于亲核取代反应的进行，R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、LiPF

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、LiPF6以及添加剂，所述添加剂包括具有下列式I所示的四（三烷基硅氧基）硅烷化合物，

，其中，R选自C1~C4的烷基中的任意一种。


2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述四（三烷基硅氧基）硅烷化合物的质量为所述有机溶剂总质量的0.01~5%。


3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述四（三烷基硅氧基）硅烷化合物的质量为所述有机溶剂总质量的0.1~1%。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解液，其特征在于，所述R选自甲基、乙基、正丙基中的任意一种。


5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括具有碳碳双键的添加剂，所述具有碳碳双键的添加剂的质量为所述有机溶剂质量的0.01~5%。


6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯绍伟，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32