一种非水电解液及锂离子电池制造技术

为克服现有锂离子电池在高电压下存在高温循环性能和高温储存性能低的问题，本发明专利技术提供了一种非水电解液及锂离子电池。本发明专利技术提供了一种非水电解液，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂B为含硼类化合物；所述添加剂A如式I所示，其中，R1选自C1

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术属于二次电池
，具体涉及一种非水电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因具有比能量高、快充快放能力好、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品以及动力电池中。电子产品以及动力电池使用工况越来越复杂，对锂离子电池的要求也越来越高，特别是对电池容量和寿命的需求。
[0003]锂离子电池性能的好坏是关系到其能否受市场欢迎的关键性因素，评价锂离子电池性能的指标主要有循环性能、安全性能、低温性能、高温储存性能等。现有的锂离子电池的在充放电过程中负极界面形成的SEI膜韧性差、机械强度低、稳定性差，随着电池循环次数的增加，电池的容量保持率降低，电池的高温循环性能降低、电池高温储存性能低。

技术实现思路

[0004]针对现有锂离子电池在高电压下存在高温循环性能和高温存储性能低的问题，本专利技术提供了一种非水电解液及锂离子电池。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供了一种非水电解液，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂B为含硼类化合物；所述添加剂A如式I所示，
[0007][0008]其中，R1选自C1
‑
C4的亚烷基，R2、R3和R4各自独立的选自氢、C1
‑
C6的烷基、C1
‑
C6的氟代烷基、C2
‑
C6的烯基、C2
‑
C6的氟代烯基或C2
‑
C6的炔基。
[0009]优选的，所述含硼类化合物选自以下化合物中的一种或多种，
[0010][0011]其中，X1、X2、X3、X4各自独立的选自H、O、F、卤素取代或未被取代的C1
‑
C6烷烃基、碳原子数为C1
‑
C6烷基硅基、碳原子数为C1～C6的烯烃基、碳原子数为C1～C6的炔烃基、卤素取代或未被取代的芳香烃基。
[0012]优选的，以所述电解液的总质量为100％计，所述添加剂A在所述电解液中的质量占比为0.01％～5％。
[0013]优选的，以所述电解液的总质量为100％计，所述添加剂B在所述电解液中的质量占比为0.01～5％。
[0014]优选的，所述添加剂A为3
‑
异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷，所述添加剂B为三(三甲基硅烷)硼酸酯。
[0015]优选的，所述电解液中锂盐的浓度为0.5M～2M。
[0016]优选的，所述电解液中锂盐的浓度为0.9M～1.3M。
[0017]优选的，所述电解液还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚甲基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯和双氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；
[0018]以所述电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的质量含量为0.01％～20％。
[0019]另一方面，本申请提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和上述任一项所述的非水电解液。
[0020]优选的，在所述正极片和所述负极片中，来源于所述添加剂B中的B元素的质量占比不低于100ppm。
[0021]有益效果
[0022]本申请提供的非水电解液中化合物添加剂A含有
‑
N＝C＝O键官能团和
‑
Si
‑
O键，
‑
N＝C＝O不饱和键的基团可以在负极表面形成稳定的界面膜，同时含有的
‑
Si
‑
O键能够结合氢和金属离子，保护正极活性物质的同时优化正极/非水电解液界面。本申请中的含硼化合
物添加剂B可以在负极表面优先还原参与负极SEI膜的形成，形成的SEI膜富含机械性能更强、韧性更好的B
‑
O、B
‑
F键，提高循环过程中SEI膜持续修复能力,有效提升电池的循环性能。添加剂A与添加剂B两者协同作用，在电池电极表面生成钝化膜，且该钝化膜在极端环境下具有良好的热稳定性，能有效稳定电池体系，提升高温储存性能及高温循环性能。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]本专利技术实施例提供了一种非水电解液，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂B为含硼类化合物；所述添加剂A如式I所示，
[0025][0026]其中，R1选自C1
‑
C4的亚烷基，R2、R3和R4各自独立的选自氢、C1
‑
C6的烷基、C1
‑
C6的氟代烷基、C2
‑
C6的烯基、C2
‑
C6的氟代烯基或C2
‑
C6的炔基。
[0027]具体的，C1
‑
C4的烷基包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等。C1
‑
C6的烷基包括碳原子数为1
‑
6的直链烷基或支链烷基，如可以是甲基、乙基、异丙基、异丁基等。C2
‑
C6的烯基包括碳原子数为2
‑
6的直链烯基或支链烯基，同理C2
‑
C6的炔基包括碳原子数为2
‑
6的直链炔基或支链炔基。
[0028]非水电解液中化合物添加剂A含有
‑
N＝C＝O键官能团和
‑
Si
‑
O键，
‑
N＝C＝O不饱和键的基团可以在负极表面形成稳定的界面膜，同时含有的
‑
Si
‑
O键能够结合氢和金属离子，保护正极活性物质的同时优化正极/非水电解液界面。本申请中的含硼化合物添加剂B可以在负极表面优先还原参与负极SEI膜的形成，形成的SEI膜富含机械性能更强、韧性更好的B
‑
O、B
‑
F键，提高循环过程中SEI膜持续修复能力，有效提升电池的循环性能。添加剂A与添加剂B两者协同作用，在电池电极表面生成钝化膜，且该钝化膜在极端环境下具有良好的热稳定性，能有效稳定电池体系，提升高温储存性能及高温循环性能。
[0029]在一些实施例中，所述含硼类化合物选自以下化合物中的一种或多种，
[0030][0031]其中，X1、X2、X3、X4各自独立的选自H、O、F、卤素取代或未被取代的C1
‑
C6烷烃基、碳原子数为C1
‑
C6烷基硅基、碳原子数为C1～C6的烯烃基、碳原子数为C1～C6的炔烃基、卤素取代或未被取代的芳香烃基。
[0032]具体的，C1
‑
C6烷烃基可以包括碳原子数为1
‑
6的直链烷基或支链烷基，如可以是甲基、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，其特征在于，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A和添加剂B，所述添加剂B为含硼类化合物；所述添加剂A如式I所示，其中，R1选自C1
‑
C4的亚烷基，R2、R3和R4各自独立的选自氢、C1
‑
C6的烷基、C1
‑
C6的氟代烷基、C2
‑
C6的烯基、C2
‑
C6的氟代烯基或C2
‑
C6的炔基。2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述含硼类化合物选自以下化合物中的一种或多种，其中，X1、X2、X3、X4各自独立的选自H、O、F、卤素取代或未被取代的C1
‑
C6烷烃基、碳原子数为C1
‑
C6烷基硅基、碳原子数为C1～C6的烯烃基、碳原子数为C1～C6的炔烃基、卤素取代或未被取代的芳香烃基。3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，以所述电解液的总质量为100％计，所述添加剂A在所述电解液中的质量占比为0.01％～5％。4.根据权利要求1所述的非水电解液，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：段凯嘉，李枫，张昌明，胡大林，廖兴群，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：