电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术涉及一种电解液和锂离子电池。上述电解液包括溶剂、导电锂盐和添加剂，添加剂具有如下通式：其中，R1选自烯基、醛基、卤代烷基、磺酰基及氰基中的一种，R2选自氟元素及C1～C

【技术实现步骤摘要】
电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，特别是涉及一种电解液和锂离子电池。

技术介绍

[0002]作为第一个商业化使用的锂离子电池正极材料，钴酸锂具有较高的压实密度(4.2g/cm3)，并且提高钴酸锂的充电截止电压可以显著地提升其能量密度，例如，钴酸锂的充电截止电压在4.45V时能量密度为740Wh/kg，充电截止电压在4.55V时能量密度增加到840Wh/kg，这使得钴酸锂的体积能量密度优于其他材料，在体积要求较高的便携式设备使用中具有优势，因而钴酸锂正极材料在3C电子产品市场中仍然占有很高的市场份额。为了使得充电后电子产品的工作时间和使用寿命延长，并且增加原料钴的使用率，提高钴酸锂的能量密度势在必行。如上所述，提高充电截止电压可以显著提高钴酸锂的能量密度。然而，提高正极材料电压的同时，电池的充放电循环性能却在下降，这主要是由于高电压下，电解液不稳定，造成电池性能下降。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种在高电压下稳定性好，能够提高电池的循环性能的电解液。
[0004]此外，还有必要提供一种包含该电解液的锂离子电池。
[0005]一种电解液，包括：溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂具有如下通式：
[0006][0007]其中，R1选自烯基、醛基、卤代烷基、磺酰基及氰基中的一种，R2选自氟元素及C1～C
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的氟代烷基中的一种。
[0008]在其中一个实施例中，R1选自C2～C6的烯基、C1～C6的醛基、C1～C6的卤代烷基、磺酰氯及C1～C6的氰基中的一种；及/或，
[0009]R2选自氟元素及C1～C4的氟代烷基中的一种。
[0010]在其中一个实施例中，所述添加剂包括如下化合物中的至少一种：
[0011][0012]在其中一个实施例中，在所述电解液中，所述添加剂的质量百分比为0.5％～7％。
[0013]在其中一个实施例中，在所述电解液中，所述添加剂的质量百分比为1％～5％。
[0014]在其中一个实施例中，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丁内酯、戊内酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯及丙酸丙酯中的至少一种。
[0015]在其中一个实施例中，所述导电锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂及二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
[0016]在其中一个实施例中，在所述电解液中，所述导电锂盐的浓度为0.5mol/L～1.5mol/L。
[0017]一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及上述的电解液。
[0018]在其中一个实施例中，所述正极的材料包括钴酸锂；及/或，
[0019]所述负极的材料包括金属锂；及/或，
[0020]所述隔膜选自聚乙烯隔膜及聚丙烯隔膜中的一种。
[0021]上述电解液包括溶剂、导电锂盐和添加剂，添加剂的氧化电位低于溶剂，能在首次充放电过程中在正极材料表面氧化形成稳定、均匀的界面膜，抑制电解液和正极材料进一步分解，减少正极材料中过渡金属阳离子的溶出、稳定材料结构，进而提高电池的循环性能。
附图说明
[0022]图1为将实施例4和对比例1、对比例2和对比例3的电解液分别应用于高压(4.5V)钴酸锂电池进行常温1C循环300圈的测试对比图；
[0023]图2为将实施例4和对比例1、对比例2和对比例3的电解液分别应用于高压(4.5V)钴酸锂电池的放电中压图；
[0024]图3为将实施例4和对比例1的电解液分别应用于高压(4.5V)钴酸锂电池的循环前后的电镜图。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将结合具体实施方式对本专利技术进行更全面的描述。具
体实施方式中给出了本专利技术的较佳的实施例。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。
[0026]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地实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/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。
[0027]“烷基”是指包含伯(正)碳原子、或仲碳原子、或叔碳原子、或季碳原子、或其组合的饱和烃。包含该术语的短语，例如，“C1～C
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烷基”是指包含1～10个碳原子的烷基，每次出现时，可以互相独立地为C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基、C9烷基或C
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烷基。合适的实例包括但不限于：甲基(Me、
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CH3)、乙基(Et、
‑
CH2CH3)、1
‑
丙基(n
‑
Pr、n
‑
丙基、
‑
CH2CH2CH3)、2
‑
丙基(i
‑
Pr、i
‑
丙基、
‑
CH(CH3)2)、1
‑
丁基(n
‑
Bu、n
‑
丁基、
‑
CH2CH2CH2CH3)、2
‑
甲基
‑1‑
丙基(i
‑
Bu、i
‑
丁基、
‑
CH2CH(CH3)2)、2
‑
丁基(s
‑
Bu、s
‑
丁基、
‑
CH(CH3)CH2CH3)等。其他，“C1～C6烷基”“C1～C4烷基”等具有类似含义，不再赘述。
[0028]“烯基”是指包含具有至少一个不饱和部位，即碳
‑
碳sp2双键的正碳原子、仲碳原子、叔碳原子或环碳原子的烃。包含该术语的短语，例如，“C2～C6烯基”是指包含2～6个碳原子的烯基，每次出现时，可以互相独立地为C2烯基、C3烯基、C4烯基、C5烯基或C6烯基。合适的实例包括但不限于：乙烯基(
‑
CH＝CH2)、烯丙基(
‑
CH2CH＝CH2)、环戊烯基(
‑
C5H7)和5
‑
己烯基(
‑
CH2CH2CH2CH2CH＝CH2)等。
[0029]“卤素”或“卤基”是指F、Cl、Br或I。
[0030]“醛基”是指
‑
CHO，“磺酰基”是指
‑
S(＝O)2
‑
，“氰基”是指
‑
CN。
[0031]提高充电截止电压可以显著提高钴酸锂的能量密度。然而，由于传统的电解液不稳定，电压越高，电解液中越容易氧化分解，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括：溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂具有如下通式：其中，R1选自烯基、醛基、卤代烷基、磺酰基及氰基中的一种，R2选自氟元素及C1～C
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的氟代烷基中的一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，R1选自C2～C6的烯基、C1～C6的醛基、C1～C6的卤代烷基、磺酰氯及C1～C6的氰基中的一种；及/或，R2选自氟元素及C1～C4的氟代烷基中的一种。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括如下化合物中的至少一种：4.根据权利要求1～3任一项所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，所述添加剂的质量百分比为0.5％～7％。5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，在所述电解液中，所述添加剂的质量百分比为1％～5％。6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟善，项问津，陈敏，陈家坤，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：