一种高压电解液添加剂、电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种高压电解液添加剂、电解液和锂离子电池。所述高电压电解液添加剂的结构中杂环结构上的N（或S）杂原子，可以作为丰富的活性位点与钴酸锂正极表面的过渡金属Co配位络合，在正极表面形成具有网状结构的交联保护膜，抑制高压下Co溶出，避免析出的Co穿梭至负极沉积变成单质Co，催化电解液分解导致电池失效。同时，添加剂中存在的硅氧烷基团可以消除含氟电解质分解产生的氢氟酸，对形成的薄膜进行二次保护，进而提升钴酸锂电池于高电压体系(4.53 V)下的循环与安全性能。V)下的循环与安全性能。V)下的循环与安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高压电解液添加剂、电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种高压电解液添加剂、电解液和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池(LIBs)是便携式电子设备和电动汽车中最常用的存储设备。1991年，索尼首次以钴酸锂(LCO)作为正极，石墨作为负极以及以六氟磷酸锂为电解质的电解液，成功制备了商业化锂离子电池。由于钴酸锂具有很高的材料密度和压实密度，使用采用其作为正极的锂离子电池具有最高的体积能量密度，因此钴酸锂是电子消费市场应用最广泛的正极材料。随着一些电子产品对锂离子电池续航时间和体积大小的要求不断提高，迫切需要进一步提升电池的体积能量密度。其中，提高钴酸锂电池的充电电压是一种可以有效提高电池体积能量密度的手段，目前其充电截止电压已经从1991年最早商业化时的4.20 V逐渐提升至4.45 V，其体积能量密度也由最初的200 Wh/L提升至750 Wh/L，克容量也提升至230 mAh g
‑1。
[0003]但是，随着充电截止电压的提高，锂离子电池的正极表面结构会加速恶化。为了减少高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电压电解液添加剂，其特征在于，其结构式如式A所示：式A；其中，R1为五元杂环或六元杂环，连接Si的三个基团均为甲基；当R1为五元杂环时，式A为以下结构：或；其中，X1为N或S，R2为空或氢原子，R3~R5各自独立地选自氢原子、氰基、噻吩基团或吡咯基团；当R1为六元杂环时，式A为以下结构：；其中，X2、X3、X4各自独立地选自C或N，且X2、X3、X4不同时为C或N，R6为空或选自氢原子或氟原子，R7为空或氢原子，R8为氢原子。2.一种如权利要求1所述的高电压电解液添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将亚磷酸二乙酯与格氏试剂于惰性气氛中在第一溶剂的存在下发生反应，得到接枝含N/S杂环的第一中间体；S2：将第一中间体与氟化试剂于惰性气氛中在第二溶剂的存在下发生反应，得到第二中间体；S3：将第二中间体与硅烷试剂于惰性气氛中在第三溶剂的存在下发生取代反应，得到高电压电解液添加剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述亚磷酸二乙酯与格氏试剂的摩尔
比为1:(3~4)；所述第一中间体与氟化试剂的摩尔比为1:(1~2.5)；所述第二中间体与硅烷试剂的摩尔比为1:(1~2.5)。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂选自无水四氢呋喃、无水乙醚或无水三氯甲烷中的任意一种或多种；所述第二溶剂选自无水乙腈、无水甲醇、无水乙醇或无水乙醚中的任意一种或多种；所述第三溶剂选自三乙胺、二氯甲烷、三氯甲烷或四氯化碳中的任意一种或多种；所述硅烷试剂选自三甲基氯硅烷、三甲基溴硅烷或三甲基碘硅烷中的任意一种或多种。5.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和第一电解液添加剂；所述第一电解液添加剂为权利要求1所述的高电压电解液添加剂或根据权利要求2~4中任一项所述的制备方法制备得到的高电压电解液添加剂。6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳志鹏，李立飞，张瑞敏，
申请(专利权)人：蓝固湖州新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：