一种电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液，包括锂盐、非水有机溶剂、添加剂；所述添加剂包括用于抑制产气的第一添加剂和如下式1所示的含硼的第二添加剂；R1

【技术实现步骤摘要】
一种电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种电解液和锂离子电池。

技术介绍

[0002]CNCN111416153A公开了一种高电压锂离子电池及其电解液、电解液添加剂，本专利技术提供的高电压锂离子电池硅氰电解液添加剂是硅氰基化合物，以硅元素作为稳定的基团，通过锚定作用，在高电压下抑制氰基官能团的彻底氧化以及与负极的交叉还原反应，避免导致电池恶化，此外硅元素还可以增加电解液的浸润性。硅氰基化合物中的氰基官能团可消除电解液中的游离氢，降低电解液中的水分并消除HF，减少LiPF6的水解和HF对正极材料的破坏，抑制在高电压下，正极材料界面与电解液的副反应。此外硅氰基官能团还可以在正负极的界面处形成含N的有机和无机的界面膜，通过硅元素的固定作用，有效稳定界面膜，进一步提升高电压锂离子电池的电化学性能。
[0003]在该专利的对比例4中，使用了环戊基异氰酸酯替代其所使用的的硅氰基化合物，发现环戊基异氰酸酯的性能不及硅氰基化合物；其100周循环保持率为75％；
[0004]本案的主要目的是：如何实现环戊基异氰酸酯在电解液中的有效利用，提高电解液的高温性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种电解液，该电解液采用含有异氰酸酯基团、饱和或不饱和的环烷基的第一添加剂和含硼的第二添加剂复配；此类第一添加剂具有抑制产气的功效，但是在高温电化学性能、常温电化学性能方面并无明显的优势，通过与含硼的第二添加剂复配，可强化第二添加剂的高温电化学性能。
[0006]同时，本专利技术还公开了一种锂离子电池。
[0007]本专利技术的技术方案为：
[0008]一种电解液，包括锂盐、非水有机溶剂、添加剂；所述添加剂包括用于抑制产气的第一添加剂和如下式1所示的含硼的第二添加剂；
[0009][0010]式1
[0011]R1
‑
R4各自独立为烷基、氟代烷基；R1和R2、R3和R4各自独立或相连成环；
[0012]所述第一添加剂含有异氰酸酯基团、饱和或不饱和的环烷基；
[0013]所述第一添加剂和第二添加剂的重量比为0.1
‑
5：0.1
‑
5；
[0014]优选地，第一添加剂和第二添加剂的重量比为1
‑
4:1
‑
4；
[0015]更优选地，第一添加剂和第二添加剂的重量比为1
‑
3:1
‑
3。
[0016]优选地，第一添加剂中异氰酸酯基团、饱和或不饱和的环烷基可直接连接，也可以在两者之间增加烷基基团；所述烷基基团优选为C1
‑
C3的烷基基团；所述的饱和的环烷基为环戊烷、环己烷；所述不饱和的环烷基一般为苯环；
[0017]优选地，R1
‑
R4各自独立甲烷、乙烷、单氟代甲基、二氟代甲基、全氟代甲基、单氟代乙基或二氟代乙基；
[0018]R1
‑
R4还可以连接成环；具体来说，R1、R2以及两个氧原子、一个硼原子可构成五元环或六元环；
[0019]在所构成的五元环或六元环还可以连接取代基团；该取代基团可以为C1
‑
C3的烷基、C1
‑
C3的氟代烷基或F；可选的取代基团为甲基、乙基、丙基、全氟代甲基、全氟代乙基、单氟代甲基、二氟代甲基、单氟代乙基、二氟代乙基或F。单个五元环或六元环上的取代基团可为1个或2个。
[0020]优选地，所述第一添加剂为环戊基异氰酸酯或苯基异氰酸酯。
[0021]优选地，所述R1
‑
R4各自独立为甲基、乙基、全氟代甲基；
[0022]优选地，所述第二添加剂为如下化合物之一：
[0023]四甲氧基二硼烷、四乙氧基二硼烷、四全氟代甲氧基二硼烷、2
‑
(1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷
‑
2基)1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷、二氟
‑2‑
(1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷
‑
2基)1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷或联硼酸新戊二醇酯。
[0024]优选地，所述第一添加剂相当于电解液总重的0.1
‑
5wt％；第二添加剂相当于电解液总重的0.1
‑
5wt％。
[0025]作为本专利技术的优选，所述的第一添加剂相当于解液总重的0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3wt％、5wt％；
[0026]优选地，其用量为0.2wt％
‑
4wt％；
[0027]更优选地，其用量为0.5wt％
‑
3wt％。
[0028]所述的第二添加剂相当于解液总重的0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3wt％、5wt％；
[0029]优选地，其用量为0.2wt％
‑
4wt％；
[0030]更优选地，其用量为0.5wt％
‑
3wt％。
[0031]在上述的电解液中，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种，锂盐的浓度为0.5
‑
2M。一般来说，较为常用的锂盐的浓度为1
‑
1.5M；但是或高、或低的锂盐浓度也是可以接受的。
[0032]在上述的电解液中，所述非水有机溶剂为环状有机溶剂和/或链状有机溶剂；
[0033]所述环状有机溶剂为碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丁烯酯(BC)中的一种或多种组合；
[0034]所述链状有机溶剂为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、甲酸甲酯(MF)、甲酸乙酯(EF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)中的一种或多种组合。
[0035]作为本专利技术的一种优选实施方式，本专利技术还可以添加如下所述的额外的添加剂，额外的添加剂的用量一般不超过相当于电解液重量的10wt％；优选为0.01
‑
5wt％；更优选
为0.1
‑
3wt％；更优选为0.2
‑
2wt％，更优选为0.3
‑
1wt％；
[0036]所述额外添加剂可任选如下具体化学式：
[0037]为了进一步提高宽温度范围内的电化学特性，非水电解液中优选进一步添加其它的添加剂。
[0038]作为其它的添加剂的具体例，可以合适地列举出以下的(a)～(j)的化合物。
[0039](a)腈
[0040]选自乙腈、丙腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈和癸二腈中的一种本文档来自技高网...

【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、非水有机溶剂、添加剂；所述添加剂包括用于抑制产气的第一添加剂和如下式1所示的含硼的第二添加剂；R1
‑
R4各自独立为烷基、氟代烷基；R1和R2、R3和R4各自独立或相连成环；所述第一添加剂含有异氰酸酯基团、饱和或不饱和的环烷基；所述第一添加剂和第二添加剂的重量比为0.1
‑
5：0.1
‑
5。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂为环戊基异氰酸酯或苯基异氰酸酯。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述R1
‑
R4各自独立为甲基、乙基、全氟代甲基。4.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述第二添加剂为如下化合物之一：四甲氧基二硼烷、四乙氧基二硼烷、四全氟代甲氧基二硼烷、2
‑
(1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷
‑
2基)1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷、二氟
‑2‑
(1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷
‑
2基)1,3,2
‑
二氧硼杂环己烷或联硼酸新戊二醇酯。5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂相当于电解液总重的0.1
‑
5wt％；第二添加剂相当于电解液总重的0.1
‑
5wt％。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健辉，范伟贞，周萌，史利涛，赵经纬，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：