用于锂离子电池电解液的添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了用于锂离子电池电解液的添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池。用于锂离子电池电解液的添加剂具有式I或式II所示的结构，其中，R1为H、C1‑6烷基、卤素原子取代的C1‑6烷基、C2‑6烯基、卤素原子取代的C2‑6烯基、C5‑8芳基或卤素原子取代的C5‑8芳基；R2为H或C1‑6烷基；R3为H或C1‑6烷基；R4为C2‑6烯基或C5‑8芳基。该类添加剂中，磷酸酯基团可以显著提高锂离子电池功率并延长电池循环寿命，氰基基团可以有效抑制电池产气；同时，该类化合物中磷酸酯基团和氰基基团的组合，还可以弱化磷酸酯基团和氰基基团本身的缺陷。身的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
用于锂离子电池电解液的添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，具体而言，本专利技术涉及用于锂离子电池电解液的添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有高的工作电压、能量密度高、环境友好等优点，被广泛应用在3C消费电池、动力电池和储能电池领域，并且在航空航天、国防军工等领域也有广阔的应用前景，而这些领域对锂离子电池的性能要求都比较苛刻，主要包括高低温性能、循环性能和安全性能上，而电解液是决定这些性能的关键因素之一。锂离子电池的广泛应用对锂离子电池提出了更严格的要求，例如高能量密度、长寿命、安全等。为了满足需求，需要提供一种具有良好综合性能的锂离子电池。
[0003]目前商业化锂离子电池大多采用石墨、中间相碳微球(MCMB)等碳材料或者氧化硅等硅材料作为电池负极活性材料，以LiCoO2、LiMn2O4、NCM、NCA、LiFePO4等材料作为电池正极活性材料，然后在正负极之间插入多孔聚乙烯PE、聚丙烯PP隔离膜，以非水有机溶剂并溶解锂盐的混合溶液作为电解液完成锂离子电池的制造。
[0004]已经有报道硅烷磷酸酯类化合物作为锂离子电池电解液添加剂可提升电池功率，并且保证电池具有长的循环寿命，应用比较广泛的如三(三甲基硅基)磷酸酯和三(三甲基硅基)亚磷酸酯，但是它们自身不稳定，容易被氧化分解产气，高温下更明显。而腈类化合物作为添加剂应用于电解液中，可以与正极活性位点结合，抑制电解液分解产气，但是腈类化合物会造成阻抗较大。
[0005]综上所述，现有的用于锂离子电池电解液的添加剂及锂离子电池仍有待改进。

技术实现思路

[0006]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锂离子电池电解液的添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池。
[0007]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种用于锂离子电池电解液的添加剂。根据本专利技术的实施例，该用于锂离子电池电解液的添加剂具有式I或式II所示的结构，
[0008][0009]其中，
[0010]R1为H、C1‑6烷基、卤素原子取代的C1‑6烷基、C2‑6烯基、卤素原子取代的C2‑6烯基、C5‑8芳基或卤素原子取代的C5‑8芳基；
[0011]R2为H或C1‑6烷基；
[0012]R3为H或C1‑6烷基；
[0013]R4为C2‑6烯基或C5‑8芳基。
[0014]根据本专利技术上述实施例的用于锂离子电池电解液的添加剂中具有磷酸酯基团和氰基基团，磷酸酯基团可以显著提高锂离子电池功率并延长电池循环寿命，氰基基团可以有效抑制电池产气；同时，该类化合物中磷酸酯基团和氰基基团的组合，还可以弱化磷酸酯基团和氰基基团本身的缺陷。另外，该类化合物中含有一个或两个氰基基团，相对于含有三个氰基基团的磷酸酯类化合物，相对于含有三个氰基基团的磷酸酯类化合物，本申请的化合物具有更低的阻抗，进一步提高电池的循环寿命等方面性能。
[0015]另外，根据本专利技术上述实施例的用于锂离子电池电解液的添加剂还可以具有如下附加的技术特征：
[0016]在本专利技术的一些实施例中，R1为H、甲基、乙基、丙基、乙烯基、1
‑
丙烯基、2
‑
丙烯基或苯基；R2为H、亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R3为H、亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R4为乙烯基、1
‑
丙烯基、2
‑
丙烯基或苯基。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，R1为H、2
‑
丙烯基或苯基；R2为亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R3为亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R4为苯基。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，所述用于锂离子电池电解液的添加剂具有下列其中之一的结构：
[0019][0020][0021]在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种锂离子电池电解液。根据本专利技术的实施例，该锂离子电池电解液包括：锂盐、溶剂和上述实施例的用于锂离子电池电解液的添加剂。该锂离子电池电解液通过采用上述实施例的用于锂离子电池电解液的添加剂，可以显著提高锂离子电池功率并延长电池循环寿命，并有效抑制电池产气。
[0022]另外，根据本专利技术上述实施例的锂离子电池电解液还可以具有如下附加的技术特征：
[0023]在本专利技术的一些实施例中，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiF2PO2、LiFSI、LiTFSI、LiODFB、LiODFP中的至少之一。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，所述锂盐的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述溶剂满足以下a、b、c中的至少之一：a：所述溶剂包括碳酸酯，所述碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲丙酯中的至少之一；b：所述溶剂包括羧酸酯，所述羧酸酯选自甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯、甲酸甲酯、丙酸乙酯中的至少之一；c：所述溶剂包括氟代羧酸酯，所述氟代羧酸酯选自氟代甲酸乙酯、氟代乙酸乙酯、氟代乙酸丙酯、氟代乙酸丁酯、氟代丙酸乙酯、氟代丙酸丙酯、氟代丙酸丁酯、氟代丁
酸乙酯、氟代甲酸甲酯中的至少之一。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，所述用于锂离子电池电解液的添加剂的含量为0.5wt％～5wt％。
[0027]在本专利技术的再一方面，本专利技术提出了一种锂离子电池。根据本专利技术的实施例，该锂离子电池包括：上述实施例的用于锂离子电池电解液的添加剂，或者，上述实施例的锂离子电池电解液。该锂离子电池通过采用上述实施例的用于锂离子电池电解液的添加剂或者上述实施例的锂离子电池电解液，具有更高的功率、更长的循环寿命，且产气可得到有效抑制。
[0028]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
[0029]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，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0030]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种用于锂离子电池电解液的添加剂。根据本专利技术的实施例，该用于锂离子电池电解液的添加剂具有式I或式II所示的结构，
[0031][0032]其中，
[0033]R1为H、C1‑6烷基、卤素原子取代的C1‑6烷基、C2‑6烯基、卤素原子取代的C2‑6烯基、C5‑8芳基或卤素原子取代的C5‑8芳基；
[0034]R2为H或C1‑6烷基；
[0035]R3为H或C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池电解液的添加剂，其特征在于，具有式I或式II所示的结构，其中，R1为H、C1‑6烷基、卤素原子取代的C1‑6烷基、C2‑6烯基、卤素原子取代的C2‑6烯基、C5‑8芳基或卤素原子取代的C5‑8芳基；R2为H或C1‑6烷基；R3为H或C1‑6烷基；R4为C2‑6烯基或C5‑8芳基。2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池电解液的添加剂，其特征在于，R1为H、甲基、乙基、丙基、乙烯基、1
‑
丙烯基、2
‑
丙烯基或苯基；R2为H、亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R3为H、亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R4为乙烯基、1
‑
丙烯基、2
‑
丙烯基或苯基。3.根据权利要求1所述的用于锂离子电池电解液的添加剂，其特征在于，R1为H、2
‑
丙烯基或苯基；R2为亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R3为亚甲基或
‑
C(CH3)2‑
；R4为苯基。4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池电解液的添加剂，其特征在于，具有下列其中之一的结构：5.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括：锂盐、溶剂和权...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊超杰，
申请(专利权)人：厦门海辰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：