一种电解液及其锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种电解液及其锂离子电池，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂至少包括化合物A，所述化合物A的含量为电解液的总重量的0.5％～8％；所述化合物A的结构通式为下式I：式I中，R1、R2、R3中至少其一者为碳原子数1～20的烷氧烃基，至少其一者为O

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及其锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种电解液及其锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3C数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，电子信息技术及消费产品的快速发展对锂离子电池高电压以及高能量密度能提出了更高的要求。在锂离子电池中，高电压正极材料由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，被广泛的应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及电动车、大型储能装置中。
[0003]但随着正极材料的限制电压不断提高，电池材料的克容量逐渐增加的同时，电池的高温性能恶化严重，长循环寿命无法保证，尤其高电压(＞4.5V)下经历长期循环充放电过程中，材料的体积会膨胀并导致严重裂纹，电解液中溶剂进入正极材料内部，破坏结构，最终造成严重容量衰减的问题。因此，亟需提供一种高电压下高温循环性能和高温存储性能好的锂离子电池。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种电解液及其锂离子电池，高电压下高温循环性能和高温存储性能好。
[0005]本专利技术公开了一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂至少包括化合物A，所述化合物A的含量为电解液的总重量的0.5％～8％；所述化合物A的结构通式为下式I：
[0006][0007]式I中，R1、R2、R3中至少其一者为碳原子数1～20的烷氧烃基，至少其一者为O
‑
TMS，剩余一者选自碳原子数为1～20的烷氧烃基、CN
‑
、
‑
CH2C、
‑
CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CH2CN、O
‑
TMS中的一种，TMS为Si
‑
(CH3)3。
[0008]可选地，式I中，R1、R2、R3中剩余一者为CN
‑
。
[0009]可选地，所述香族化合物A的结构式为下式Ⅱ：
[0010][0011]可选地，所述添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯以及腈类化合物。
[0012]可选地，所述化合物A的含量为电解液的总重量的1％。
[0013]可选地，所述锂盐选自含有氟元素和锂元素的化合物中的至少一种。
[0014]可选地，所述锂盐选自六氟磷酸盐、六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种。
[0015]可选地，所述锂盐浓度为0.5M～1.5M。
[0016]可选地，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中至少两种。
[0017]本专利技术还公开了一种锂离子电池，包括如上述的电解液。
[0018]本专利技术的电解液中添加化合物A，而电解液中的LiPF6生成的PF5会和痕量水反应生成HF，HF被化合物A中的硅氧烷官能团清除，其中氟化物(F
‑
)被硅(Si)捕获以生成TMSF，H
+
也被氧(O)捕获形成HPO，从而提高高电压下高温循环性能和高温存储性能。
具体实施方式
[0019]需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本专利技术可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
[0020]下面可选的实施例对本专利技术作详细说明。
[0021]作为本专利技术的一实施例，公开了一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂至少包括化合物A，所述化合物A的含量为电解液的总重量的0.5％～8％；所述化合物A的结构通式为下式I：
[0022][0023]式I中，R1、R2、R3中至少其一者为碳原子数1～20的烷氧烃基，至少其一者为O
‑
TMS，剩余一者选自碳原子数为1～20的烷氧烃基、CN
‑
、
‑
CH2C、
‑
CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CH2CN、O
‑
TMS中的一种，TMS为Si
‑
(CH3)3。
[0024]本专利技术的电解液中添加化合物A，而电解液中的LiPF6生成的PF5会和痕量水反应生成HF，HF被化合物A中的硅氧烷官能团清除，其中氟化物(F
‑
)被硅(Si)捕获以生成TMSF，H
+
也
被氧(O)捕获形成HPO，从而提高高电压下高温循环性能和高温存储性能。
[0025]具体而言，R1、R2、R3三者中，其中两者分别为烷氧烃基，O
‑
TMS，剩余一者可以选自1～20的烷氧烃基、CN
‑
、
‑
CH2C、
‑
CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CH2CN、O
‑
TMS中的一种，TMS为Si
‑
(CH3)3。碳原子数为1～20的烷氧烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状基和环状基均可，其中链状烃基又包括直链基和支链基，另外，环状基上可以有取代基，也可以不含有取代基。作为烃基的实例，例如可以为乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、二甲基丁基、1
‑
乙基丙基、1
‑
甲基丁基、2
‑
甲基丁基、正己基、异己基、2
‑
己基、3
‑
己基、环己基、2
‑
甲基戊基、3
‑
甲基戊基、1，1，2
‑
三甲基丙基、3，3
‑
二甲基丁基、正庚基、2
‑
庚基、3
‑
庚基、2
‑
甲基己基、3
‑
甲基己基、4
‑
甲基己基、异庚基、环庚基、正辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烃基、十二烃基、十三烃基、十四烃基、十五烃基、十六烃基、十七烃基、十八烃基、十九烃基、二十烃基。
[0026]具体地，式I中，R1、R2、R3中剩余一者为CN
‑
。电解液具有的特定官能团CN,可以与正极材料中的Co离子络合形成配位，使得电极具有良好的CEI/SEI膜，稳定正极端电极/电解液界面性质，进一步提升了提升了电池循环性能。具体地，所述香族化合物A的结构式为下式Ⅱ：
[0027][0028]具体地，所述添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯以及腈类化合物。
[0029]具体地，所述化合物A的含量为电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂至少包括化合物A，所述化合物A的含量为电解液的总重量的0.5％～8％；所述化合物A的结构通式为下式I：式I中，R1、R2、R3中至少其一者为碳原子数1～20的烷氧烃基，至少其一者为O
‑
TMS，剩余一者选自碳原子数为1～20的烷氧烃基、CN
‑
、
‑
CH2C、
‑
CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CN、
‑
CH2CH2CH2CH2CN、O
‑
TMS中的一种，TMS为Si
‑
(CH3)3。2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，式I中，R1、R2、R3中剩余一者为CN
‑
。3.如权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述香族化合物A的结构式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖资龙，史柯，彭昌志，蒋珊，张昌明，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：