锂离子电池用含硫添加剂、非水电解液及锂离子电池制造技术

本申请公开了一种锂离子电池用含硫添加剂、非水电解液及锂离子电池。本申请中，所述含硫添加剂具有通式Ⅰ所表示的结构；各字母所表示的具体基团如本申请上下文所述。本申请提供的含硫添加剂，有助于在负极表面覆盖活性位点，并减少电解液在负极表面的还原；添加在电解液中可以提高锂离子传导效率、降低电芯的阻抗；添加在电解液中有助于改善电芯循环尤其是高温下的循环性能。高温下的循环性能。高温下的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用含硫添加剂、非水电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及二次电池领域，特别涉及锂离子电池用含硫添加剂、非水电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着传统能源逐渐短缺，新能源电动汽车及储能业务呈现急剧增长，其中作为电芯化学体系的主要技术路线之一，磷酸铁锂材料凭借较低的成本、较广阔的来源、较高的安全特性，占据较高的市场份额。对于动力电池来说，低阻抗及长循环一直不断迭代的目标。但是，现有的磷酸铁锂电池无法同时兼顾低阻抗和长循环，尤其是高温下的长循环。
[0003]因此，本领域尚需寻找可以同时兼顾磷酸铁锂电池阻抗和循环的有效方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池用含硫添加剂。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种非水电解液。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种锂离子电池。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种锂离子电池用含硫添加剂，所述含硫添加剂具有通式Ⅰ所表示的结构；
[0008]通式Ⅰ；
[0009]其中，X1和X2分别独立地为1或2；
[0010]Y表示至少一个氢被R
’
取代的
[0011]Z表示硫、至少一个氢被R”取代的或至少一个氢被R
’
取代的
[0012]R
’
和R”分别独立地为氢、卤素或C1‑4烷基，k、l、m、n、n
’
和n”分别独立地为1至4的整数，A1和A2分别独立地表示硫或氧。
[0013]在一些优选的方案中，X1和X2均为2。
[0014]在一些优选的方案中，Y表示至少一个氢被R
’
取代的n为1，R
’
独立地为氢、卤素或C1‑4烷基。
[0015]在一些优选的方案中，Z表示至少一个氢被R”取代的n
’
为1，R”独立地为氢、卤素或C1‑4烷基。
[0016]在一些优选的方案中，X1和X2均为2，且所述含硫添加剂具有通式Ⅱ表示的结构，
[0017]通式Ⅱ；
[0018]其中，R1、R2、R3和R4分别独立地选自C1‑4烷基、卤素、至少一个氢原子被卤素取代的C1‑4烷基。
[0019]在一些优选的方案中，所述卤素为氟、氯、溴或碘，更优选为氟。
[0020]基于有利于形成更薄的SEI膜并实现显著改善阻抗的有益效果，在一些优选的方案中，R1、R2、R3和R4分别独立地为氟或氢。
[0021]在一些优选的方案中，R1、R2、R3和R4分别独立地为氟或氢，且R1、R2、R3和R4不全为氢。
[0022]在一些优选的方案中，所述含硫添加剂选自下述任一种化合物：
[0023][0024]基于更有利于形成更薄的SEI膜并实现更加显著改善阻抗的有益效果，在一些优选的方案中，R1、R2、R3和R4分别独立地为氟。
[0025]在一些优选的方案中，X1为1，X2为2。
[0026]在一些优选的方案中，X1为1，X2为2，且所述含硫添加剂具有通式Ⅲ表示的结构，
[0027]通式Ⅲ；
[0028]其中，R5、R6、R7和R8分别独立地选自C1‑4烷基、卤素、至少一个氢原子被卤素取代的C1‑4烷基。
[0029]在一些优选的方案中，R5、R6、R7和R8分别独立地为氟或氢。
[0030]在一些优选的方案中，R5、R6、R7和R8分别独立地为氟或氢，且R5、R6、R7和R8不全为氢。
[0031]在一些优选的方案中，R5、R6、R7和R8分别独立地为氟。
[0032]在一些优选的方案中，X1为1，X2为1。
[0033]在一些优选的方案中，X1和X2均为1，且所述含硫添加剂具有通式Ⅳ表示的结构，
[0034]通式Ⅳ；
[0035]其中，R9、R
10
、R
11
和R
12
分别独立地选自C1‑4烷基、卤素、至少一个氢原子被卤素取代的C1‑4烷基。
[0036]在一些优选的方案中，R9、R
10
、R
11
和R
12
分别独立地为氟或氢。
[0037]在一些优选的方案中，R9、R
10
、R
11
和R
12
分别独立地为氟或氢，且R9、R
10
、R
11
和R
12
不全为氢。
[0038]在一些优选的方案中，R9、R
10
、R
11
和R
12
分别独立地为氟。
[0039]本专利技术的第二方面提供了一种非水电解液，所述非水电解液包括非水溶剂、添加剂和电解质，所述添加剂包括上述含硫添加剂。
[0040]在一些优选的方案中，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸亚乙烯酯(FEC)和/或硫酸乙烯酯(DTD)。
[0041]在一些优选的方案中，所述非水电解液中，所述含硫添加剂的质量百分含量为0.1％至1％。
[0042]在一些优选的方案中，所述非水电解液中，所述碳酸亚乙烯酯(VC)的质量百分含量为0.1％至3％。
[0043]在一些优选的方案中，所述非水电解液中，所述氟代碳酸亚乙烯酯(FEC)的质量百分含量为0.01％至2％。
[0044]在一些优选的方案中，所述非水电解液中，所述硫酸乙烯酯(DTD)的质量百分含量为0.1％至1％。
[0045]在一些优选的方案中，所述非水溶剂包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)中至少一种，优选至少两种，更优选为至少三种。
[0046]在一些优选的方案中，所述非水溶剂包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)中至少三种。
[0047]在一些优选的方案中，所述非水溶剂包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸亚乙酯(EC)中至少一种，优选至少两种，更优选为全部三种。
[0048]在一些优选的方案中，所述非水溶剂由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)组成。
[0049]在一些优选的方案中，所述非水溶剂由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)组成。
[0050]在一些优选的方案中，所述碳酸二甲酯(DMC)、所述碳酸甲乙酯(EMC)、所述碳酸亚乙酯(EC)和所述碳酸丙烯酯(PC)的体积比为a:b:c:d，其中a为10
‑
60，b为20
‑
70，c为10
‑
50，d为5
‑
40且a+b+c+d＝100。
[0051]在一些优选的方案中，所述碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用含硫添加剂，其特征在于，所述含硫添加剂具有通式Ⅰ所表示的结构；其中，X1和X2分别独立地为1或2；Y表示至少一个氢被R
’
取代的Z表示硫、至少一个氢被R”取代的或至少一个氢被R
’
取代的R
’
和R”分别独立地为氢、卤素或C1‑4烷基，k、l、m、n、n
’
和n”分别独立地为1至4的整数，A1和A2分别独立地表示硫或氧。2.根据权利要求1所述的含硫添加剂，其特征在于，X1和X2均为2，且所述含硫添加剂具有通式Ⅱ表示的结构，其中，R1、R2、R3和R4分别独立地选自C1‑4烷基、卤素、至少一个氢原子被卤素取代的C1‑4烷基；或者，X1为1，X2为2，且所述含硫添加剂具有通式Ⅲ表示的结构，其中，R5、R6、R7和R8分别独立地选自C1‑4烷基、卤素、至少一个氢原子被卤素取代的C1‑4烷基；或者，X1和X2均为1，且所述含硫添加剂具有通式Ⅳ表示的结构，
其中，R9、R
10
、R
11
和R
12
分别独立地选自C1‑4烷基、卤素、至少一个氢原子被卤素取代的C1‑4烷基。3.根据权利要求2所述的含硫添加剂，其特征在于，R1、R2、R3和R4分别独立地为氟或氢；和/或，R5、R6、R7和R8分别独立地为氟或氢；和/或，R9、R
10
、R
11
和R
12
分别独立地为氟或氢。4.根据权利要求2所述的含硫添加剂，其特征在于，R1、R2、R3和R4分别独...

【专利技术属性】
技术研发人员：李轶，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：