本发明专利技术涉及一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，包括2％
【技术实现步骤摘要】
一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液及锂离子电池
[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其是一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液及锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池具有高功率、高能量密度、自放电率小、循环性能好、绿色无污染等显著优点，而被广泛应用于3C电子产品、可穿戴医疗设备、电动工具、电动车船、航空航天、储能等领域。近年来国家大力提倡绿色能源，促进了锂离子电池在电动汽车领域的飞速发展，但锂离子电池的安全性问题也日益凸显。随着人们对电动汽车安全性要求的提高，锂离子电池的安全问题也受到了极大挑战。
[0003]锂离子电池热失控是由电池体系产热和散热两方面的因素决定的。锂离子电池的产热主要是在充放电过程中电池内部电化学反应伴随的热量产生导致的。电池在高倍率充放电条件下，急速产生的大量热量不能被及时的散去，会引发电池材料与电解液发生激烈的副反应，进一步释放更多热量，最终导致电池热失控引起起火或爆炸等安全性问题。出了电池内部电化学反应导致热失控外，一些人为因素如外部短路、过充、过热、高强度的机械冲击等也会使电池发生热失控。
[0004]目前解决电池热失控的策略主要从两方面着手。一方面是进行科学的电池管理，比如在电池中安装PTC(正温度系数)元件，当电池温度升高时电池的内阻会迅速提升，进而减小电流实现电池的保护；还可以在电池外壳上设置防爆阀，在电池内部压力达到临界值时，防爆阀瞬间破裂排出大量气体，快速释放电池内部压力，防止电池爆炸或降低爆炸的损害；外部管理虽然能起到一定的防护效果，但是会提高电池的制造难度，增加电池的制造成本，不能从根本上解决电池的安全性问题。另一方面是从电池本身出发，提升电池材料的稳定性，比如对电池的正负极材料进行改性处理，降低因电极材料和电解液的副反应，减少热量产生；还能使用特殊工艺制备的隔膜减少因负极枝晶穿刺导致的内部短路，降低电池热失控的风险；也能改进电解液体系，使用闪电、沸点较高的有机溶剂，使用有机磷系、硅系、含氮化合物系阻燃添加剂等；但正负极材料改性和使用特种隔膜会大幅增加电池的成本，而使用上述电解液添加剂虽能从根本上杜绝热失控，但会增加电池成本，会提升电解液的粘度，降低电解液的电导率，使电池性能劣化。
[0005]综上所述，从电池本身出发开发出一款不会使电池性能劣化的阻燃型电解液显得十分必要。
技术实现思路
[0006]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液及锂离子电池，该电解液有不然或阻燃特性。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，包括2％
‑
20％的锂盐、0.1％
‑
10％的亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂、0.1％
‑
10％的成膜
添加剂、以及70％
‑
90％的非水有机溶剂。
[0008]所述亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的结构通式为：
[0009][0010]式中R1、R2为直链亚烷基
‑
Cn
‑
，其中n为1
‑
6的整数。
[0011]作为本专利技术一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液进一步的优化方案，所述直链亚烷基
‑
Cn
‑
上的一个或多个氢原子为以下取代基所取代：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基。
[0012]作为本专利技术一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液进一步的优化方案，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、(氟磺酰)三氟甲基磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、六氟砷酸锂中的至少一种。
[0013]作为本专利技术一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液进一步的优化方案，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、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、γ
‑
丁内酯、二氧五环、四氢呋喃、二甲基三氟乙酰胺、二甲基亚砜中的至少一种。
[0014]作为本专利技术一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液进一步的优化方案，所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸丁烯酯、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂中的至少一种。
[0015]作为本专利技术一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液进一步的优化方案，所述亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂含量为0.5％
‑
5％。
[0016]本专利技术还公开了一种基于该电解液的锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜和上述的电解液。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术的电解液具有不燃的特性，且粘度较低；使用本专利技术电解液的锂离子电池具有较高的放电比容量，在进行热冲击试验时都未发生热失控。
具体实施方式
[0018]本专利技术可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本专利技术的范围。
[0019]本专利技术提供一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，包括2％
‑
20％的锂盐、0.1％
‑
10％的亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂、0.1％
‑
10％成膜添加剂、以及70％
‑
90％的非水有机溶剂；
[0020]所述亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的结构通式为：
[0021]式中R1、R2为直链亚烷基
‑
Cn
‑
，其中n为1
‑
6的整数。
[0022]所述直链亚烷基
‑
Cn
‑
上的一个或多个氢原子为以下取代基所取代：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基。
[0023]所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、(氟磺酰)三氟甲基磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、六氟砷酸锂中的至少一种。
[0024]所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，其特征在于：包括2％
‑
20％的锂盐、0.1％
‑
10％的亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂、0.1％
‑
10％的成膜添加剂、以及70％
‑
90％的非水有机溶剂。2.根据权利要求1所述的一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，其特征在于：所述亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的结构通式为：式中R1、R2为直链亚烷基
‑
Cn
‑
，其中n为1
‑
6的整数。3.根据权利要求2所述的一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，其特征在于：所述直链亚烷基
‑
Cn
‑
上的一个或多个氢原子为以下取代基所取代：氟、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、氟磺酰基、氟磺酸基、三氟甲磺酰基、三氟甲磺酸基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酰基、氟(磺酰亚胺锂基)磺酸基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酰基、三氟甲基(磺酰亚胺锂基)磺酸基、磺酸锂基、苯基、氟代苯基、三甲基硅基、三氟甲基硅基、氟代环三磷腈基、异氰酸酯基。4.根据权利要求1所述的一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，其特征在于：所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三氟甲磺酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、(氟磺酰)三氟甲基磺酰亚胺锂、四氯铝酸锂、六氟砷酸锂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种含亚磷酸酯锂盐阻燃添加剂的电解液，其特征在于：所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、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...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚德华，王亚飞，
申请(专利权)人：傲普上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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