一种耐高温高电压型锂离子电池电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高温高电压型锂离子电池电解液及锂离子电池，所述电解液包括主锂盐、有机溶剂，以及第一添加剂，所述第一添加剂选自下式(I)所示的结构：第二添加剂，所述第二添加剂选自下式(II

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高电压型锂离子电池电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电解液领域，尤其是锂离子电池电解液，特别涉及一种耐高温高电压型锂离子电池电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着纯电动车及混合电动汽车的快速发展，社会对锂离子电池能量密度、循环寿命以及安全性能的要求不断提高。提升正极材料的充电截止电压或提高三元材料中的镍含量是提升能量密度的有效方式。然而，在传统电解液体系中，正极材料容易在高电压、高温下发生剧烈的结构变化和界面副反应,给实际应用带来巨大挑战。因此急需开发适配的电解液添加剂改善电极与电解液界面结构，以降低电芯电阻、提高电池循环稳定性和高温存储性能。
[0003]宁德新能源专利CN110943250A公开了氟代磺酰基硅烷乙酸酯作为成膜添加剂效果较好，其能在负极表面形成低阻抗SEI膜。然而，在耐高温高电压条件下，该添加剂的界面膜不稳定，所成的SEI膜会分解，导致电极组件产气较为严重，且环稳定性不佳。因此，专利还公开了氟代磺酰基硅烷乙酸酯和三腈化合物的组合物，腈化合物具有孤对电子，可以和电解液中游离的氢离子结合，降低产气影响，提高高温存储稳定性，但腈类化合物的电化学窗口窄、还原稳定性较差，导致对石墨和Li负极的兼容性较差，且高温循环稳定性仍得不到提高。此外，专利进一步公开了氟代磺酰基硅烷乙酸酯、三腈/二腈化合物和氟醚/环醚的组合物，通过氟醚提高电池的高温循环性能，但整体而言，该方法并未克服腈类化合物对石墨负极或锂负极不友好的缺陷，因此对耐高温高电压下循环性能的改善是不充分的。
[0004]东莞市杉杉电池材料有限公司专利CN109888386A公开了链状含硫酸酯类化合物M和环状磺酸酯类化合物N联用的添加剂组合物，所述化合物M能在正负极界面参与钝化膜的形成，提升高温性能并抑制电池产气，但化合物M阻抗较高，循环性能较差；化合物N能提升电池循环性能和调节阻抗，但化合物N不稳定，对存储和使用环境要求很高。化合物M和化合物N的联用虽然可以优化电池的循环性能和存储性能，但同样面临化合物N不稳定的问题。
[0005]因此，提出一种在高温高电压、低电池内阻下，同时保证高温存储性能和高温循环性能，且化合物结构稳定的电解液是非常必要的。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出降低电芯内阻，同时提高电池高温存储性能和高温循环性能的耐高温高电压型锂离子电池电解液及锂离子电池。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种耐高温高电压型锂离子电池电解液，包括主锂盐、有机溶剂，所述电解液还包括：
[0009]第一添加剂，所述第一添加剂选自如下式(I)所示的氟磺酰基化合物：
[0010][0011]其中，R1选自卤素、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6卤代烷基、C1
‑
C6烷氧基、C1
‑
C6卤代烷氧基或C1
‑
C3烷基取代硅氧基；R2选自C1
‑
C6亚烷基或C1
‑
C6卤代亚烷基；
[0012]第二添加剂，所述第二添加剂选自如下式(II
‑
1)、(II
‑
2)、(II
‑
3)中的至少一种：
[0013][0014]式(II
‑
1)中，R3、R4各自独立地选自氢、卤素、C1
‑
C3烷基或C1
‑
C3卤代烷基，M选自n表示重复单元数，选自0～4的整数，且M中的H可以任意地被氟、C1
‑
C3烷基或C1
‑
C3卤代烷基取代；
[0015]式(II
‑
2)中，n表示重复单元数，各支链中的n独立地选自0～4的整数；R5选自C1
‑
C6烷基、C2
‑
C6烯基、C2
‑
C6炔基、氟代C1
‑
C6烷基、氟代C2
‑
C6烯基、氟代C2
‑
C6炔基、苯基或C1
‑
C3烷基取代苯基；
[0016]式(II
‑
3)中，R6、R7、R8独立地选自氢、C1
‑
C6烷基、C2
‑
C6烯基或C2
‑
C6炔基；
[0017]式(II
‑
4)中，R9、R
10
、R
11
独立地选自氢、C1
‑
C10烷基、C3
‑
C10环烷基、C2
‑
C10烯基、C2
‑
C10炔基或苯基。
[0018]作为优选，R1选自氟、C1
‑
C3烷基、C1
‑
C3卤代烷基、C1
‑
C3烷氧基、C1
‑
C3卤代烷氧基或C1
‑
C3烷基取代硅氧基；R2选自C1
‑
C3亚烷基或C1
‑
C3卤代亚烷基；
[0019]式(II
‑
1)中，R3、R4各自独立地选自氢、卤素、C1
‑
C2烷基或C1
‑
C2卤代烷基，M选自n选自0～2的整数，且M中的H可以任意地被氟或甲
基取代；
[0020]式(II
‑
2)中，各支链中的n独立地选自0～2的整数；R5选自C1
‑
C3烷基、C2
‑
C3烯基、C2
‑
C3炔基、氟代C1
‑
C3烷基或苯基；
[0021]式(II
‑
3)中，R6、R7、R8独立地选自氢、C1
‑
C3烷基、C2
‑
C3烯基或C2
‑
C3炔基；
[0022]式(II
‑
4)中，R9、R
10
、R
11
独立地选自氢、C1
‑
C6烷基、C3
‑
C6环烷基、C2
‑
C6烯基、C2
‑
C6炔基或苯基。
[0023]更为优选地，R1选自氟、甲基、三氟甲基、甲氧基、三甲基取代硅氧基；R2选自
‑
CF2‑
、
‑
CF2CF2‑
、
‑
CH(CH3)
‑
；
[0024]式(II
‑
1)中，R3、R4各自独立地选自氢、氟、甲基或三氟甲基，M选自
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH＝CH
‑
；
[0025]式(II
‑
2)中，各支链中的n为0或1；R5选自甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高电压型锂离子电池电解液，包括主锂盐、有机溶剂，其特征在于：所述电解液还包括：第一添加剂，所述第一添加剂选自如下式(I)所示的氟磺酰基化合物：式中，R1选自卤素、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6卤代烷基、C1
‑
C6烷氧基、C1
‑
C6卤代烷氧基或C1
‑
C3烷基取代硅氧基；R2选自C1
‑
C6亚烷基或C1
‑
C6卤代亚烷基；以及第二添加剂，所述第二添加剂选自如下式(II
‑
1)、(II
‑
2)、(II
‑
3)或(II
‑
4)中的至少一种：式(II
‑
1)中，R3、R4各自独立地选自氢、卤素、C1
‑
C3烷基或C1
‑
C3卤代烷基，M选自n表示重复单元数，选自0～4的整数，且M中的H可以任意地被氟、C1
‑
C3烷基或C1
‑
C3卤代烷基取代；式(II
‑
2)中，n表示重复单元数，各支链中的n独立地选自0～4的整数；R5选自C1
‑
C6烷基、C2
‑
C6烯基、C2
‑
C6炔基、氟代C1
‑
C6烷基、氟代C2
‑
C6烯基、氟代C2
‑
C6炔基、苯基或C1
‑
C3烷基取代苯基；式(II
‑
3)中，R6、R7、R8独立地选自氢、C1
‑
C6烷基、C2
‑
C6烯基或C2
‑
C6炔基；式(II
‑
4)中，R9、R
10
、R
11
独立地选自氢、C1
‑
C10烷基、C3
‑
C10环烷基、C2
‑
C10烯基、C2
‑
C10炔基或苯基。2.根据权利要求1所述的耐高温高电压型锂离子电池电解液，其特征在于：
R1选自氟、C1
‑
C3烷基、C1
‑
C3卤代烷基、C1
‑
C3烷氧基、C1
‑
C3卤代烷氧基或C1
‑
C3烷基取代硅氧基；R2选自C1
‑
C3亚烷基或C1
‑
C3卤代亚烷基；式(II
‑
1)中，R3、R4各自独立地选自氢、卤素、C1
‑
C2烷基或C1
‑
C2卤代烷基，M选自n选自0～2的整数，且M中的H可以任意地被氟或甲基取代；式(II
‑
2)中，各支链中的n独立地选自0～2的整数；R5选自C1
‑
C3烷基、C2
‑
C3烯基、C2
‑
C3炔基、氟代C1
‑
C3烷基或苯基；式(II
‑
3)中，R6、R7、R8独立地选自氢、C1
‑
C3烷基、C2
‑
C3烯基或C2
‑
C3炔基；式(II
‑
4)中，R9、R
10
、R
11
独立地选自氢、C1
‑
C6烷基、C3
‑
C6环烷基、C2
‑
C6烯基、C2
‑
C6炔基或苯基。3.根据权利要求2所述的耐高温高电压型锂离子电池电解液，其特征在于：R1选自氟、甲基、三氟甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国强，李南，陈浩，江依义，
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：