一种电解液添加剂、电解液以及二次电池制造技术

本发明专利技术属于二次电池技术领域，尤其涉及一种电解液添加剂、电解液以及二次电池，包括添加剂a和添加剂b，所述添加剂a包括如下式1所示的第一化合物、式2所示的第二化合物中的一种或两种：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9分别独立地选自H、卤原子、碳原子数为1～10的烃基或者碳原子数是1～10且被硝基、氰基、烷氧基、卤素或咪唑中的一种或几种取代的烃基，所述烃基包括烷烃基、烯烃基、芳香烃基中一种或几种；所述添加剂b为碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3

【技术实现步骤摘要】
一种电解液添加剂、电解液以及二次电池


[0001]本专利技术属于二次电池
，尤其涉及一种电解液添加剂、电解液以及二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池具有比容量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点，广泛应用于笔记本电脑、数码相机等电子产品，且被公认为最具发展潜力的电动车用动力电池。随着人们对电动汽车续航里程增加的需求，发展更高能量密度的锂离子电池显得尤为重要，提高锂离子二次电池的工作电压是提高其能量密度的有效途径之一。
[0003]尖晶石镍锰酸锂具有较高的工作电压，工作电压大于等于4.8V，相对于钴酸锂4.5V的工作电压更高，且镍锰酸锂中不含有较贵的钴，成本较低等优点，成为非常有前景的正极材料之一。然而在高压下，镍锰酸锂的界面会和电解液发生副反应，导致倍率、循环等性能下降，尤其在高温下，性能劣化的更严重，这些缺点限制了高压材料的实际应用。
[0004]电解液是高性能锂离子二次电池的核心材料之一，显著影响电池的倍率、循环、高温等许多关键性能，而在电解液中添加一些添加剂，在正负极表面形成稳定的固体电解质界面层，形成一种重要的钝化保护膜，从而稳定电极表面，可极大的抑制锂离子电池的衰减，保证电池在长循环工作过程中的可靠性和稳定性。因此，开发满足在高电压下具有良好性能的锂离子二次电池，电解液及添加剂迫在眉睫。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种电解液添加剂，能够避免高电压下电解液与极片界面发生副反应。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种电解液添加剂，包括添加剂a和添加剂b，所述添加剂a包括如下式1所示的第一化合物、式2所示的第二化合物中的一种或两种：
[0008][0009]其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9分别独立地选自H、卤原子、碳原子数为1～
10的烃基或者碳原子数是1～10且被硝基、氰基、烷氧基、卤素或咪唑中的一种或几种取代的烃基，所述烃基包括烷烃基、烯烃基、芳香烃基中的一种或几种；所述添加剂b为碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、丙烯基磺酸内酯、亚硫酸丙烯酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。
[0010]优选地，所述第一化合物中R1、R2、R3、R4为碳原子数为1～10的烷烃基，R5、R6为卤原子，所述第二化合物中R7、R8为碳原子数为1～10的芳香烃基，R9为卤原子。
[0011]优选地，所述第一化合物中R1、R2、R3、R4为甲基，R5、R6为氟，所述第二化合物中R7、R8为苯环，R9为氟。
[0012]优选地，所述添加剂a为所述第一化合物和所述第二化合物，所述第一化合物和所述第二化合物的质量比为1～5:1～5。
[0013]优选地，所述第一化合物和所述第二化合物的质量比为2:1。
[0014]优选地，所述添加剂b为碳酸亚乙烯酯、丙烯基磺酸内酯和二氟磷酸锂。
[0015]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种电解液，能够减少与极片的副反应，与极片形成稳定致密的界面膜，正极形成的界面膜能有效抑制正极中过渡金属溶解到电解质中，从而减少了活性物质的损失及电阻的提高，使二次电池在高压下的循环和高温存储性能得到改善。
[0016]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0017]一种电解液，包括锂盐电解质、有机溶剂以及上述的电解液添加剂。
[0018]优选地，所述锂盐电解质、有机溶剂以及电解液添加剂的重量份数比为 (10～20)：(70～90)：(2～10)。
[0019]优选地，所述有机溶剂包括碳酸酯有机溶剂和氟代有机溶剂，所述碳酸酯有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种，所述氟代溶剂包括氟代碳酸乙烯酯、三氟代碳酸丙烯酯和1,1,2,2
‑
四氟乙基
‑
2,2,3,3
‑
四氟丙基醚的一种或多种。
[0020]优选地，所述锂盐电解质为六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂和双氟草酸硼酸锂中的一种或多种。
[0021]本专利技术的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种二次电池，在高电压下仍然具有良好的循环性能和高温储存性能。
[0022]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0023]一种二次电池，包括上述的电解液。
[0024]相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种电解液添加剂，包括添加剂a和添加剂b，所述添加剂a包括如下式1所示的第一化合物、式 2所示的第二化合物中的一种或两种，添加剂a具有较低的氧化电位和较高的还原电位，首次充放电时，在正负极表面形成稳定致密的界面膜，在正极形成的界面膜能有效抑制正极中过渡金属溶解到电解质中，从而减少了活性物质的损失及电阻的提高，使二次电池在高压下的循环和高温存储性能得到改善，尤其对于工作电压在4.8V以上，能够在镍锰酸锂的界面形成稳定的固体电解质界面层，形成一种重要的钝化保护膜，从而稳定电极表面，可极大的抑制锂离子电池的衰减，保证电池在长循环工作过程中的可靠性和稳定性。其中，式1 所示的第一化合物中的氰基基团和B结构，能够与正极过渡金属离子络合，在正极片成膜，降低正极与电解液的副反应，改善锂二次电池在高压下的循环和高温存储性能。式2所示的第二化合物中的磺酰基团
利于形成含磺酰锂成分，可以提高锂离子迁移速率；本专利技术的式1所示的第一化合物和式2所示的第二化合物联合使用，能改善电池在高压下的循环和高温性能。
具体实施方式
[0025]本专利技术的实施例将会被详细的描述在下文中。本专利技术的实施例不应该解释为对本专利技术的限制。
[0026]1、一种电解液添加剂
[0027]本专利技术的第一方面能够提供一种电解液添加剂，避免高电压下电解液与极片界面发生副反应。包括添加剂a和添加剂b，所述添加剂a包括如下式1所示的第一化合物、式2所示的第二化合物中的一种或两种：
[0028][0029]其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9分别独立地选自H、卤原子、碳原子数为1～10的烃基或者碳原子数是1～10且被硝基、氰基、烷氧基、卤素或咪唑中的一种或几种取代的烃基，所述烃基包括烷烃基、烯烃基、芳香烃基中的一种或几种；所述添加剂b为碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、丙烯基磺酸内酯、亚硫酸丙烯酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。
[0030]本专利技术的一种电解液添加剂，包括添加剂a和添加剂b，所述添加剂a包括如下式1所示的第一化合物、式2所示的第二化合物中的一种或两种，添加剂a具有较低的氧化电位和较高的还原电位，首次充放电时，在正负极表面形成稳定致密的界面膜，在正极形成的界面膜能有效抑制正极中过渡金属溶解到电解质中，从而减少了活性物质的损失及电阻的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，包括添加剂a和添加剂b，所述添加剂a包括如下式1所示的第一化合物、式2所示的第二化合物中的一种或两种：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9分别独立地选自H、卤原子、碳原子数为1～10的烃基或者碳原子数是1～10且被硝基、氰基、烷氧基、卤素或咪唑中的一种或几种取代的烃基，所述烃基包括烷烃基、烯烃基、芳香烃基中的一种或几种；所述添加剂b为碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3
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丙烷磺酸内酯、丙烯基磺酸内酯、亚硫酸丙烯酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述第一化合物中R1、R2、R3、R4为碳原子数为1～10的烷烃基，R5、R6为卤原子，所述第二化合物中R7、R8为碳原子数为1～10的芳香烃基，R9为卤原子。3.根据权利要求2所述的电解液添加剂，其特征在于，所述第一化合物中R1、R2、R3、R4为甲基，R5、R6为氟，所述第二化合物中R7、R8为苯环，R9为氟。4.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂a为所述第一化合物和所述第二化合物，所述第一化合物和所述第二化合物的质量比为1～5:1～5。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，徐雄文，王志斌，黄玉希，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：