电解液和电池制造技术

本发明专利技术公开一种电解液和电池，电解液包括：电解质、溶剂、第一添加剂与第二添加剂，所述第一添加剂选自结构式(1)～结构式(4)中的至少一种，所述第二添加剂选自结构式(5)～结构式(7)中的至少一种。第一添加剂耐氧化性较高，含有的不饱和双键能够在负极发生聚合形成SEI保护膜，保护膜抑制硅负极体积的膨胀。高电压下第二添加剂能够在正极表面形成聚合膜，可以提升电解液的耐氧化性，通过第一添加剂和第二添加剂的共同作用，在电极表面形成稳定的膜层，抑制电极的体积膨胀，防止膨胀应力破坏电极的表面的界面，阻断电解液和电极材料的接触，提高电解液的抗氧化能力，提升电池在高电压下的性能稳定性，提升电池的高温存储及循环性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
电解液和电池


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种电解液和电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具备比能量密度较大，循环寿命长等优点，因此被广泛应用于各类电子产品中，近年来还被大量用于电动车辆和各种电动工具、储能装置中，随着应用领域与应用场景的不断增加，对电池能量密度也提出了更高的要求。锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。硅基材料由于高比容量和较低嵌锂电位被重点研究，有望成为高比能锂离子电池负极材料，但是硅基负极在充放电过程中体积会发生巨大的变化，严重影响其性能。在高电压下，电池中的正极材料及硅负极材料容易体积膨胀，应力会破坏电极表面的界面，导致电池的性能下降。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的是提供一种电解液和电池，用以解决在高电压下电池中的正极材料及硅负极材料容易体积膨胀，应力会破坏电极表面的界面的问题。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种电解液，包括：
[0005]电解质、溶剂、第一添加剂与第二添加剂，所述第一添加剂选自结构式(1)～结构式(4)中的至少一种，
[0006][0007]其中，R1、R2和R3各自独立地选自C1‑
C
20
的烷烃基、卤代烷烃、芳香烃或卤代芳香烃中的一种；
[0008]所述第二添加剂选自结构式(5)～结构式(7)中的至少一种，
[0009][0010]进一步地，R1、R2和R3各自独立地选自被卤素取代或未被取代的C1‑
C
20
的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3‑
C
20
的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6‑
C
26
的苯烷基、被卤素取代或未被取代的稠环芳烃基。
[0011]进一步地，R1、R2和R3各自独立地选自被F取代或未被取代的C1‑
C5的烷烃基、被F取代或未被取代的C3‑
C5的环烷基、被F取代或未被取代的苯基、被F取代或未被取代的C6‑
C9的苯烷基、被F取代或未被取代的稠环芳烃基。
[0012]进一步地，所述第一添加剂选自结构式1
‑
1～结构式1
‑
10中的至少一种，
[0013][0014]进一步地，所述第一添加剂的含量为电解液总质量的0.1
‑
5.0％。
[0015]进一步地，所述第二添加剂的含量为电解液总质量的0.1
‑
5.0％。
[0016]进一步地，所述电解质包括：
[0017]六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少
一种；和/或
[0018]所述电解液还包括：氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、1,3,6
‑
己烷三腈中的至少一种。
[0019]进一步地，所述溶剂包括：碳酸酯与羧酸酯中的至少一种。
[0020]进一步地，所述碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；
[0021]所述羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和正丁酸乙酯中的至少一种。
[0022]第二方面，本专利技术实施例提供了一种电池，包括：
[0023]上述实施例中所述的电解液。
[0024]本专利技术实施例的电解液，包括：电解质、溶剂、第一添加剂与第二添加剂，所述第一添加剂选自结构式(1)～结构式(4)中的至少一种，所述第二添加剂选自结构式(5)～结构式(7)中的至少一种。第一添加剂为带有不饱和键的含磷化合物，耐氧化性较高，高电压下能够吸收由正极释放出的单线氧且抑制溶剂的氧化分解，含有的不饱和双键能够在负极发生聚合形成SEI保护膜，形成的保护膜可以抑制硅负极体积的膨胀，进一步阻止电解液进入负极材料造成破坏。第二添加剂是含有单个或者多个磷酸酯的噻吩结构，噻吩结构可以在正极表面聚合，在高电压下第二添加剂能够在正极表面形成聚合膜，能够有效阻隔电解液和正极材料的接触，同时含有的磷酸酯基团可以提升电解液的耐氧化性能，通过第一添加剂和第二添加剂含有的磷酸酯基团的共同作用，可以在电极表面形成稳定的膜层，可以抑制电极的体积膨胀，防止膨胀应力破坏电极的表面的界面，阻断电解液和电极材料的接触，提高电解液的抗氧化能力，有利于提升电池在高电压下的性能稳定性，提升电池的高温存储及循环性能。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本专利技术的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0027]下面通过具体的实施例及其应用场景对本专利技术实施例提供的电解液和电池进行详细地说明。
[0028]本专利技术实施例的电解液包括：
[0029]电解质、溶剂、第一添加剂与第二添加剂，所述第一添加剂选自结构式(1)～结构式(4)中的至少一种，
[0030][0031]其中，R1、R2和R3各自独立地选自C1‑
C
20
的烷烃基、卤代烷烃、芳香烃或卤代芳香烃中的一种；
[0032]所述第二添加剂选自结构式(5)～结构式(7)中的至少一种，
[0033][0034]电解质可以包括：六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种，比如，电解质可以为六氟磷酸锂，电解质的具体种类可以根据实际选择。溶剂可以包括碳酸酯与羧酸酯中的至少一种。溶剂可以为非水有机溶剂，溶剂可以包括卤素取代的碳酸酯与卤素取代的羧酸酯中的至少一种。碳酸酯可以包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种；羧酸酯可以包括乙酸丙酯、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：电解质、溶剂、第一添加剂与第二添加剂，所述第一添加剂选自结构式(1)～结构式(4)中的至少一种，其中，R1、R2和R3各自独立地选自C1‑
C
20
的烷烃基、卤代烷烃、芳香烃或卤代芳香烃中的一种；所述第二添加剂选自结构式(5)～结构式(7)中的至少一种，2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，R1、R2和R3各自独立地选自被卤素取代或未被取代的C1‑
C
20
的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3‑
C
20
的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6‑
C
26
的苯烷基、被卤素取代或未被取代的稠环芳烃基。3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R1、R2和R3各自独立地选自被F取代或未被取代的C1‑
C5的烷烃基、被F取代或未被取代的C3‑
C5的环烷基、被F取代或未被取代的苯基、被F取代或未被取代的C6‑
C9的苯烷基、被F取代或未被取代的稠环芳烃基。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂选自结构式1
‑
1～结构式1
‑
10中的至少一种，
5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：于智力，曹启雄，王海，李素丽，陈晓凤，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：