一种电解液包括该电解液的电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及包括该电解液的电池，所述电解液中的第一添加剂为吡啶硅烷类化合物，所述吡啶硅烷类化合物能在正极生成稳定界面膜，显著改善电池的循环性能。另一方面在热冲击温度下第一添加剂中的硅烷基团能参与成膜生成富含无机成分的CEI膜，可以提升正极界面的热稳定性；同时，吡啶环为弱碱性物质，高温下能与路易斯酸反应，抑制燃烧过程自由基的扩散反应，提高阻燃性，且吡啶结构在热冲击温度下能够在短路点处进行聚合，进一步改善电池的热冲击性能。善电池的热冲击性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液包括该电解液的电池


[0001]本专利技术涉及一种电解液及包括该电解液的电池，属于锂离子电池


技术介绍

[0002]随着新能源产业的快速发展，锂离子电池在数码、电动工具及储能等领域占比进一步提升，其高能量密度、长寿命等特点成为目前市场主流的绿色能源之一，随着应用领域拓宽，市场对锂离子电池的性能提出了更高要求，如何进一步提升电池的能量密度成为当前重点研究课题之一。
[0003]提升能量密度有多重方式，如电池极限设计，压缩非能量密度空间，提升正极材料的充电电压，实现更宽充放电电压区。目前高电压正极材料的代表是钴酸锂，随着其电压的提升，其比容量逐渐增加，因此能量密度得到提升。但是，极限设计及材料电压提升均会劣化电池的安全性能，极限设计下，电池短路风险提高，热冲击性能显著劣化，正极材料电压升高，与电解液的副反应迅速增加，电池循环性能迅速衰减，因此急需开发新型电解液改善高电压下循环性能的同时兼顾安全性能。

技术实现思路

[0004]为了解决现有高电压电池中正极界面稳定性差、高温循环衰减过快、安全可靠性低的问题，本专利技术提供一种电解液及包括该电解液的电池，所述电解液能够显著改善电池的循环性能和热冲击性能。
[0005]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、电解质盐以及功能添加剂，其中，所述功能添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂选自吡啶硅烷类化合物，所述吡啶硅烷类化合物为含有硅烷基团和吡啶环的化合物，且所述硅烷基团直接连接在吡啶环上。
[0007]根据本专利技术的实施方式，所述吡啶硅烷类化合物选自式(1)所示化合物中的至少一种：
[0008][0009]式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
10
烷基、取代或未取代的C1‑
10
烷氧基、取代或未取代的C2‑
10
烯基；若有取代，取代基为卤素；
[0010]X选自卤素、取代或未取代的C1‑
10
烷基、取代或未取代的C1‑
10
烷氧基、取代或未取代的C1‑
10
烷硫基、
‑
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑
10
烷基、取代或未取代的C2‑
10
烯基；
[0011]n为0
‑
4之间的整数。
[0012]根据本专利技术的实施方式，式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C1‑6烷氧基、取代或未取代的C2‑6烯基；若有取代，取代基为卤素；
[0013]X选自卤素、取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C1‑6烷氧基、取代或未取代的C1‑6烷硫基、
‑
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C2‑6烯基；
[0014]n为0
‑
2之间的整数。
[0015]根据本专利技术的实施方式，式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑3烷基、取代或未取代的C1‑3烷氧基、取代或未取代的C2‑3烯基；若有取代，取代基为卤素；
[0016]X选自卤素、取代或未取代的C1‑3烷基、取代或未取代的C1‑3烷氧基、取代或未取代的C1‑3烷硫基、
‑
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑3烷基、取代或未取代的C2‑3烯基；
[0017]n为0
‑
1之间的整数。
[0018]根据本专利技术的实施方式，所述第一添加剂选自如式(2)～式(13)所示的化合物中的至少一种：
[0019][0020][0021]根据本专利技术的实施方式，所述第一添加剂的重量为所述电解液总重量的0.3wt％～3wt％，例如为0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.7wt％、3.0wt％。
[0022]根据本专利技术的实施方式，所述第一添加剂为采用本领域已知的方法制备得到的，或者是通过商业途径购买后获得的。
[0023]根据本专利技术的实施方式，所述电解质盐选自电解质锂盐，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或两种以上。
[0024]根据本专利技术的实施方式，所述电解质盐的重量占电解液总重量的10wt％～15wt％，例如为10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％。
[0025]根据本专利技术的实施方式，所述有机溶剂选自碳酸酯和/或羧酸酯，所述碳酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯；所述羧酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯(PP)、丙酸乙酯(EP)、丁酸甲酯、正丁酸乙酯。
[0026]根据本专利技术的实施方式，所述功能添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3
‑
丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、丙烯磺酸内酯(PST)、马来酸酐、二乙醇酸酐、丁二酸酐、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)、乙二醇双(丙腈)醚(EGBE)以及已烷三腈(HTCN)中的至少一种。
[0027]根据本专利技术的实施方式，所述第二添加剂的重量为所述电解液总重量的0～15wt％，例如为0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％。
[0028]根据本专利技术的实施方式，所述电解液用于锂离子电池。
[0029]本专利技术还提供一种电池，所述电池包括上述的电解液。
[0030]根据本专利技术的实施方式，所述锂离子电池还包括含有正极活性物质的正极片、含有负极活性物质的负极片、隔离膜。
[0031]根据本专利技术的实施方式，所述正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体一侧或两侧表面的正极活性物质层，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、电解质盐以及功能添加剂，其中，所述功能添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂选自吡啶硅烷类化合物，所述吡啶硅烷类化合物为含有硅烷基团和吡啶环的化合物，且所述硅烷基团直接连接在吡啶环上。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述吡啶硅烷类化合物选自式(1)所示化合物中的至少一种：式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
10
烷基、取代或未取代的C1‑
10
烷氧基、取代或未取代的C2‑
10
烯基；若有取代，取代基为卤素；X选自卤素、取代或未取代的C1‑
10
烷基、取代或未取代的C1‑
10
烷氧基、取代或未取代的C1‑
10
烷硫基、
‑
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑
10
烷基、取代或未取代的C2‑
10
烯基；n为0
‑
4之间的整数。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C1‑6烷氧基、取代或未取代的C2‑6烯基；若有取代，取代基为卤素；X选自卤素、取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C1‑6烷氧基、取代或未取代的C1‑6烷硫基、
‑
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C2‑6烯基；n为0
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，李素丽，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：