本发明专利技术公开了一种含多杂环有机磷化合物的电解液，包括主锂盐、非水溶剂，所述电解液还包括：第一添加剂，为下式(I)所示的多杂环有机磷化合物：式中各取代基详见说明书；第二添加剂，选自三氟化硼络合物。本发明专利技术提供的电解液，通过多杂环有机磷化合物和三氟化硼络合物的协同作用，可显著提升锂离子电池的高温循环性能并降低高温存储产气。气。
【技术实现步骤摘要】
一种含多杂环有机磷化合物的电解液及锂离子电池
[0001]本专利技术涉及锂离子电池电解液领域，特别涉及一种含多杂环有机磷化合物的电解液及锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长、安全性能好、对环境友好等特点，广泛应用于智能手机、笔记本电脑、无人机、电动汽车等领域，随着锂离子电池的应用越来越广泛，人们对锂离子电池性能要求也越来越高。
[0003]为满足人们对电动汽车使用寿命及续航里程的需求，开发高能量密度、长循环寿命的锂离子电池是近年来的重点研究方向。对于三元材料而言，提升电池的充电上限电压，以及增加三元材料中镍的含量，是较为常用的提升电池能量密度的手段，但随着充电电压上限及镍含量的提高，材料的不稳定性加剧，会带来诸多问题，如，正极材料发生不可逆相变、过渡金属溶出加剧、电解液分解产气等，严重影响锂离子电池综合性能。
[0004]目前，开发新型的电解液添加剂或通过不同添加剂组合物之间的协同作用抑制电池内部副反应、优化电极界面膜是提升锂离子电池性能的主要途径之一。
技术实现思路
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了在高电压下，能提高锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能的电解液。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种含多杂环有机磷化合物的电解液，包括主锂盐、非水溶剂，所述电解液还包括：
[0008]第一添加剂，所述第一添加剂为下式(I)所示的多杂环有机磷化合物：
[0009][0010]式中，G1、G2、G3独立地选自呋喃环、噻吩环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环或均三嗪环；Xn表示G1、G2、G3环上独立地被n个X取代基取代，其中，X 选自氢、卤素、氰基、磺酰氧基、磺酰基、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷氧基、C2‑
12
酯基、C2‑
12
烯基、C6‑
16
芳基、C6‑
16
芳氧基，以及被卤素、磺酰氧基或磺酰基取代的C1‑
12
烷基、 C1‑
12
烷氧基、C2‑
12
酯基、C2‑
12
烯基、C6‑
16
芳基或C6‑
16
芳氧基；n为1～4的整数；同一环上的X取代基可以相同也可以不同，不同环上的X取代基可以相同也可
以不同；
[0011]第二添加剂，所述第二添加剂为三氟化硼络合物。
[0012]作为优选，式中，X选自氢、卤素、氰基、磺酰氧基、磺酰基、C1‑6烷基、 C1‑6烷氧基、C2‑6酯基、C2‑6烯基；n为2～4的整数。
[0013]更为优选地，X选自氢、甲基、氟。
[0014]最为优选地，所述第一添加剂选自下式结构中的至少一种：
[0015][0016]进一步地，所述三氟化硼络合物选自三氟化硼碳酸酯类络合物、三氟化硼羧酸酯类络合物、三氟化硼醚类络合物、三氟化硼氮杂环类络合物、三氟化硼砜类络合物中的至少一种。其中，所述三氟化硼碳酸酯类络合物包括三氟化硼链状碳酸酯类络合物、三氟化硼环状碳酸酯类络合物；三氟化硼氮杂环类络合物包括三氟化硼吡啶类络合物、三氟化硼吡咯类络合物。
[0017]作为优选，所述三氟化硼络合物选自下式结构中的至少一种：
[0018][0019]本专利技术的第一添加剂和第二添加剂在电解液体系中同时存在时，三氟化硼可以与多杂环有机磷化合物中的杂环作用，推测其在高温下可以诱导体系中产生少量的聚合物，覆盖在电极表面，提升了电极对电解液的隔离效果，抑制了电解液在电极上的分解反应；同时多杂环有机磷化合物作为一种常见的有机配体高温下可以和过渡金属络合形成配合物，抑制金属离子沉积在电极表面；这两方面的作用共同提升了锂离子电池的高温性能。
[0020]一般地，第一添加剂和第二添加剂同时存在即可发挥协同作用，但两者用量的不同，协同作用效果存在差异。作为优选，所述第一添加剂占电解液总质量的0.1～5.0％，第二添加剂占电解液总质量的0.3～10.0％。更为优选地，所述第一添加剂占电解液总质量的0.3～3.0％，第二添加剂占电解液总质量的0.5～ 4.0％。
[0021]在本专利技术所述电解液中，主锂盐选用电解液中常用锂盐即可。作为优选，所述主锂盐选自六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、双三氟甲烷磺酸亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟代草酸硼酸锂中的至少一种,优选六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种，且所述主锂盐占电解液的质量百分含量为7.0～20.0％。作为优选，所述主锂盐选自六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种，且占电解液的质量百分含量为 10.0～15.0％。
[0022]在本专利技术所述电解液中，非水溶剂选用电解液中常用溶剂即可。作为优选，所述非水溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸1,2
‑
丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,4
‑
丁内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯及丁酸乙酯中的至少一种。
[0023]在本专利技术所述电解液中，为进一步提升其综合性能，所述电解液还包括第三添加剂，所述第三添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,3
‑
丙磺酸内酯、1,3
‑
丙烯磺酸内酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、二氟磷酸锂中的至少一种，第三添加剂占电解液总质量的0.5～5.0％。更为优选地，所述第三添加剂占电解液总质量的0.8～ 3.0％。
[0024]本专利技术还提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、间隔设置于正极片和负极片之间的隔膜，以及上述任一所述的电解液。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0026]本专利技术通过多杂环有机磷化合物与三氟化硼络合物的协同作用，能够抑制高电压高温情况下，电池内部的副反应，降低过渡金属溶出，进而提升锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例来对本专利技术进行进一步说明，但并不将本专利技术局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本专利技术涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
[0028]一、电解液配制
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供一种含多杂环有机磷化合物的电解液，所述电解液通过以下步骤制备：
[0031]S1.在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)按质量比3:7均匀混合，得到混合的非水溶剂；
[0032]S2.将干燥的LiPF6溶于非水溶剂中，配置成12.4％wt的LiPF6溶液并作为基础电解液；
[0033]S3.向上述基础电解液中加入0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含多杂环有机磷化合物的电解液，包括主锂盐、非水溶剂，其特征在于：所述电解液还包括：第一添加剂，所述第一添加剂为下式(I)所示的多杂环有机磷化合物：式中，G1、G2、G3独立地选自呋喃环、噻吩环、吡啶环、吡嗪环、哒嗪环或均三嗪环；Xn表示G1、G2、G3环上独立地被n个X取代，其中，X选自氢、卤素、氰基、磺酰氧基、磺酰基、C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷氧基、C2‑
12
酯基、C2‑
12
烯基、C6‑
16
芳基、C6‑
16
芳氧基，以及被卤素、磺酰氧基或磺酰基取代的C1‑
12
烷基、C1‑
12
烷氧基、C2‑
12
酯基、C2‑
12
烯基、C6‑
16
芳基或C6‑
16
芳氧基；n为1～4的整数；第二添加剂，所述第二添加剂为三氟化硼络合物。2.根据权利要求1所述的含多杂环有机磷化合物的电解液，其特征在于：X选自氢、卤素、氰基、磺酰氧基、磺酰基、C1‑6烷基、C1‑6烷氧基、C2‑6酯基、C2‑6烯基；n为2～4的整数。3.根据权利要求2所述的含多杂环有机磷化合物的电解液，其特征在于：X选自氢、甲基、氟。4.根据权利要求3所述的含多杂环有机磷化合物的电解液，其特征在于：第一添加剂选自下式结构中的至少一种：自下式结构中的至少一种：5.根据权利要求1所述的含多杂环有机磷化合物的电解液，其特征在于：所述三氟化硼络合物选自三氟化硼碳酸酯类络合物、三氟化硼羧酸酯类络合物、三氟化硼醚类络合物、三氟化硼氮杂环类络合物、三氟化硼砜类络合物中的至少一种。6.根据权利要求5所述的含多杂环有机磷化合物的电解液，其特征在于：所述三氟化硼碳酸酯类络合物包括三氟化硼链状碳酸酯类络合物、三氟化硼环状碳酸酯类络合物；三氟化硼...
【专利技术属性】
技术研发人员：漆家山，张正华，武金珠，王越昊，
申请(专利权)人：浙江中蓝新能源材料有限公司中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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