一种电解液及使用该电解液的二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种电解液及使用该电解液的二次电池。为了解决现有电解液不能同时满足电池的常温以及高温容量保持率的提高，抑制电池在高温时臌胀和内阻增大，以及减小电池在低温时负极析锂现象的问题，本发明专利技术提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括其中，R1和R2独立地为C1‑

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及使用该电解液的二次电池


[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种电解液及使用该电解液的二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其具有相对高的能量密度、高的工作电压以及优异的循环性能等优点，一直受到便携式电子设备、无人机、电动汽车、储能电站等行业的极大关注。电解液是锂离子电池中的重要组成部分，在锂离子电池正、负极之间起到传导电子的作用，可以由溶剂、锂盐、添加剂组成，目前常用的方法是通过对添加剂的筛选，来改善锂离子电池的综合性能，CN 109888393A公开了一种电解液，通过烷基硅基羧酸酯类化合物和/或烷基硅基碳酸酯类化合物、1，3
‑
丙磺酸内酯、丁二腈、己二腈组合的协同作用，形成的SEI膜较致密且富有韧性不易破裂，从而改善了电池的循环性能，烷基硅基羧酸酯类化合物和/或烷基硅基碳酸酯类化合物的使用，能够形成阻抗更低的钝化膜，减缓了电解液与电极材料表面的副反应，降低了阻抗随循环次数增加的增长，从而明显提高了电池循环寿命。CN 106415910 B公开了一种电解液，含有电解质和非水溶剂的同时，还含有特定的芳香族羧酸酯，能改善电池的初期容量、效率、倍率特性和初期产气量以及高温保存后的容量、效率、倍率特性和过充电时的安全性的问题。CN 109802178 B公开了一种含硅溶剂和磺酸酯类添加剂的电解液及使用该电解液的锂离子电池。该专利技术电解液中的硅代溶剂能够提高电解液的抗氧化能力，降低电解液粘度，同时提高锂电池的低温性能和倍率性能，而磺酸酯化合物能够覆盖正极的活性位点，保护正极，抑制了电极表面副反应以及金属离子的溶解，能够在保证低温性能的前提下，显著改善锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能。
[0003]以上方法虽然一定程度上改善了锂离子电池的性能，但有一定的限制，还不能同时满足电池的常温以及高温容量保持率的提高，抑制电池在高温时臌胀和内阻增大，以及减小电池在低温时负极析锂现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种能够改善锂离子电池正负极的热稳定性和电化学稳定性，进而改善其充放电特性，提高电池的常温以及高温容量保持率，同时能够抑制电池在高温时臌胀和内阻增大，并能够减缓电池在低温时负极析锂现象的电解液以及含有该电解液的二次电池。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]本专利技术第一方面提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述的添加剂包括羧酸酯衍生物，所述的羧酸酯衍生物为结构式(Ⅰ)所示的化合物中的一种或多种，所述的结构
[0007][0008]R1和R2独立地为C1‑
C6烷基或者其中，G1为键、C1‑
C5亚烷基或含杂原子的取代基团，G2为C1‑
C5烷基或含杂原子的取代基团，并且，G1、G2中至少一个为含杂原子的取代基团，R1和R2中至少一个为所述的键是指G1为两个碳原子之间的单键，而不是某个原子，即当G1为键时，为
[0009]优选地，所述的含杂原子的取代基团的结构式为R5OR6，
‑
OR6，
‑
R5SR6，
‑
SR6，
‑
S
i
R
6 R7R8，或
‑
R5S
i
R6R
7 R8，其中，R5为C1‑
C5亚烷基，R6、R7、R8独立地为C1‑
C5烷基。
[0010]进一步优选地，所述的R5为C1‑
C3亚烷基，R6、R7、R8独立地为C1‑
C4烷基。
[0011]进一步优选地，所述的R1和R2中一个为C1‑
C6直链烷基，另一个为所述的G1、G2中一个为含杂原子的取代基团。根据一些具体且优选地实施方式，所述的羧酸酯衍生物选自如下结构式所示物质中的一种或多种：施方式，所述的羧酸酯衍生物选自如下结构式所示物质中的一种或多种：
[0012][0013]优选地，所述的添加剂还包括芳香族化合物，所述的芳香族化合物为结构式(Ⅱ)
所示的化合物中的一种或多种，所述的结构式(Ⅱ)为
[0014]R3和R4独立地为C1‑
C6烷基、未取代或取代的苯基，取代基为卤基、烷基、卤烷基、烯基、卤烯基、炔基、卤炔基、苯基、卤苯基、羰基、硝基、氨基、氰基、硫基，R3和R4中至少一个为未取代或取代的苯基。
[0015]根据一些具体实施方式，所述的芳香族化合物选自如下结构式所示物质中的一种或多种：
[0016][0017]优选地，所述的羧酸酯衍生物占所述的电解液的总质量的0.01％～5.0％。
[0018]进一步优选地，所述的羧酸酯衍生物占所述的电解液的总质量的0.1％～2％。
[0019]优选地，所述的羧酸酯衍生物和所述的芳香族化合物的组合占所述的电解液的总质量的0.01％～5.0％。
[0020]进一步优选地，所述的羧酸酯衍生物占所述的电解液总质量的0.1％～2％；所述的芳香族化合物占所述的电解液总质量的0.1％～1％。
[0021]再进一步优选地，所述的羧酸酯衍生物占所述的电解液总质量的0.5％～1.5％；所述的芳香族化合物占所述的电解液总质量的0.1％～0.8％。
[0022]进一步优选地，所述的羧酸酯衍生物和所述的芳香族化合物的质量比为0.5～8:1。
[0023]再进一步优选地，所述的羧酸酯衍生物和所述的芳香族化合物的质量比为0.85～7:1。
[0024]优选地，所述的有机溶剂为碳酸酯、羧酸酯、醚、砜中的一种或几种。
[0025]进一步优选地，所述的碳酸酯包括氟代碳酸酯。
[0026]进一步优选地，所述的羧酸酯包括氟代羧酸酯。
[0027]进一步优选地，所述的醚包括氟代醚。
[0028]进一步优选地，所述的砜包括亚砜、氟代砜、氟代亚砜中的一种或几种。
[0029]更进一步优选地，所述的有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、乙二醇二甲醚、r
‑
丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、环丁砜、甲基乙基砜、二甲亚砜，氟代碳酸乙烯酯、二氟碳酸乙烯酯、三氟乙基碳酸酯、氟代乙砜、四氟乙基四氟丙醚中的两种或两种以上的混合物。
[0030]根据一些具体实施方式，所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯的混合物。
[0031]更具体地，所述碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯的质量比为(3～5):1:(2～4):(7～9)。
[0032]根据一些具体实施方式，所述的有机溶剂还包括丙酸乙酯和/或四氟乙基四氟丙醚。
[0033]优选地，所述的有机溶剂占所述的电解液总量的50％～85％。
[0034]进一步优选地，所述的有机溶剂占所述的电解液总量的70％～85％。
[0035]优选地，所述的锂盐为Li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，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，其特征在于：所述的添加剂包括羧酸酯衍生物，所述的羧酸酯衍生物为结构式(Ⅰ)所示的化合物中的一种或多种，所述的结构式(Ⅰ)为R1和R2独立地为C1‑
C6烷基或者其中，G1为键、C1‑
C5亚烷基或含杂原子的取代基团，G2为C1‑
C5烷基或含杂原子的取代基团，并且，G1、G2中至少一个为含杂原子的取代基团，R1和R2中至少一个为2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述的含杂原子的取代基团的结构式为
‑
R5OR6，
‑
OR6，
‑
R5SR6，
‑
SR6，
‑
S
i
R6R7R8，或
‑
R5S
i
R6R7R8，其中，R5为C1‑
C5亚烷基，R6、R7、R8独立地为C1‑
C5烷基。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于：所述的羧酸酯衍生物选自如下结构式所示物质中的一种或多种：示物质中的一种或多种：4.根据权利要求1至3中任一项所述的电解液，其特征在于：所述的添加剂还包括芳香族化合物，所述的芳香族化合物为结构式(Ⅱ)所示的化合物中的一种或多种，所述的结构式(Ⅱ)为R3和R4独立地为C1‑
C6烷基、未取代或取代的苯基，取代基为卤基、烷基、卤烷基、烯基、卤烯基、炔基、卤炔基、苯基、卤苯基、羰基、硝基、氨基、氰基、硫基，R3和R4中至少一个为未取代或取代的苯基。5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于：所述的芳香族化合物选自如下结构式所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈黎，王婷婷，孙操，甘朝伦，
申请(专利权)人：张家港市国泰华荣化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：