一种电解液及包括该电解液的电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及包括该电解液的电池，本发明专利技术提供了一种电解液及包括该电解液的电池，本发明专利技术采用了氟代溶剂以及烯基硅氧烷类化合物、二氟草酸硼酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂的联用；三者可以共同作用，在正负极表面生成的复合界面保护膜较为坚固且阻抗较低，有效抑制电极和电解液之间的副反应，并且具有高离子电导率的特性，同时搭配耐氧化性更好的氟代溶剂可以进一步提升电解液的耐高电压稳定性，提升电池的安全性能(使电池能够同时兼顾热冲击性能、过充性能和针刺性能)的同时也提升了电池在高电压下的高温循环性能和低温性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及包括该电解液的电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种耐高电压的高安全性电解液及包括该电解液的电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池自从商业化以来，由于它的比能量高、循环性能好，被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用，消费者对锂离子电池的使用环境、需求不断提高，要求锂离子电池朝着更高能量密度迈进，同时需要保持其长循环性能和安全性能，而进一步提高能量密度，需要提升电池电压或者提升电池容量。
[0003]目前商业化锂离子电池电压基本都在4.48V以下，当电压进一步达到4.48V以上时，传统商业化碳酸酯电解液难以耐受如此高的电压，正极副反应显著加剧，无法单一通过添加剂策略来实现足够好的长循环稳定性的提升。除了循环明显恶化，电池安全性能、储存产气和循环膨胀也会明显加剧。因此开发能够在不影响电池高温性能的前提下起到安全保护的锂离子电池用高电压电解液是目前迫切需要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有的锂离子电池在高电压下电极和电解液之间副反应加剧引起的电池寿命下降、安全性能变差等问题，提供一种电解液和包括该电解液的电池，包括所述电解液的电池具有优异的安全性能(能够同时兼具热冲击性能、过充性能和针刺性能)和高电压下的高温循环性能，同时所述电池还能兼顾低温性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、添加剂和电解质盐；所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂选自烯基硅氧烷类化合物、二氟草酸硼酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂；
[0007]所述有机溶剂包括氟代溶剂；所述氟代溶剂包括第一氟代溶剂和第二氟代溶剂；所述第一氟代溶剂选自2,2
‑
二氟乙酸乙酯；所述第二氟代溶剂包括氟代碳酸酯、氟代羧酸酯、氟醚和氟苯中的至少一种。
[0008]根据本专利技术的实施方式，所述烯基硅氧烷类化合物为含有烯基的硅氧烷类化合物。
[0009]根据本专利技术的实施方式，所述烯基硅氧烷类化合物具有式I所示结构式：
[0010][0011]式I中，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基或取代或未取代的芳基；若为取代时，取代基为烷基；
[0012]n为1～3之间的整数。
[0013]根据本专利技术的实施方式，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑
12
烷基、取代或未取代的C2‑
12
烯基或取代或未取代的C6‑
18
芳基；若为取代时，取代基为C1‑
12
烷基。
[0014]根据本专利技术的实施方式，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑6烷基、取代或未取代的C2‑6烯基或取代或未取代的C6‑
14
芳基；若为取代时，取代基为C1‑6烷基。
[0015]根据本专利技术的实施方式，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1‑3烷基、取代或未取代的C2‑3烯基或取代或未取代的C6‑8芳基；若为取代时，取代基为C1‑3烷基。
[0016]根据本专利技术的实施方式，n为1、2或3。
[0017]根据本专利技术的实施方式，所述烯基硅氧烷类化合物具有式T1～式T8所示化合物中的至少一种；
[0018][0019]根据本专利技术的实施方式，所述烯基硅氧烷类化合物的质量占电解液总质量的质量比为0.1wt％～1.5wt％；例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％或1.5wt％。
[0020]根据本专利技术的实施方式，所述二氟草酸硼酸锂的质量占电解液总质量的质量比为0.2wt％～1.2wt％；例如为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％或1.2wt％。
[0021]根据本专利技术的实施方式，所述双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量占电解液总质量的质量比为0.5wt％～5wt％；例如为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.5wt％、2.8wt％、3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.8wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.8wt％或5wt％。
[0022]根据本专利技术的实施方式，所述第二氟代溶剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)、1,1,2,2
‑
四氟乙基
‑
2,2,3,3
‑
四氟丙基醚(TTE)、氟代碳酸二乙酯(FDEC)、2,2,2
‑
三氟乙酸乙酯(FEA)、1,1,2,2
‑
四氟乙基
‑
2,2,2
‑
三氟乙基醚(HFE)、1,4
‑
二氟苯中的至少一种。
[0023]根据本专利技术的实施方式，所述第一氟代溶剂的质量占电解液总质量的质量比为5wt％～30wt％；例如为5wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、13wt％、15wt％、16wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％或30wt％。
[0024]根据本专利技术的实施方式，所述第二氟代溶剂的质量占电解液总质量的质量比为5wt％～20wt％；例如为5wt％、6wt％、8wt％、10wt％、12wt％、13wt％、15wt％、16wt％、18wt％或20wt％。
[0025]根据本专利技术的实施方式，所述有机溶剂还包括丙酸乙酯。
[0026]根据本专利技术的实施方式，所述丙酸乙酯的质量占电解液总质量的质量比为5wt％～60wt％；例如为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％或60wt％。
[0027]根据本专利技术的实施方式，所述添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂选自5
‑
甲酰噻吩
‑2‑
三氟硼酸钾。
[0028]根据本专利技术的实施方式，所述第二添加剂的质量占电解液总质量的质量比为0.2wt％～1.5wt％；例如为0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％或1.5wt％。
[0029]根据本专利技术的实施方式，所述添加剂还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括有机溶剂、添加剂和电解质盐；所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂选自烯基硅氧烷类化合物、二氟草酸硼酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂；所述有机溶剂包括氟代溶剂；所述氟代溶剂包括第一氟代溶剂和第二氟代溶剂；所述第一氟代溶剂选自2,2
‑
二氟乙酸乙酯；所述第二氟代溶剂包括氟代碳酸酯、氟代羧酸酯、氟醚和氟苯中的至少一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述烯基硅氧烷类化合物为含有烯基的硅氧烷类化合物。优选地，所述烯基硅氧烷类化合物具有式I所示结构式：式I中，R1、R2、R3、R4、R5相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基或取代或未取代的芳基；若为取代时，取代基为烷基；n为1～3之间的整数。3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述烯基硅氧烷类化合物的质量占电解液总质量的质量比为0.1wt％～1.5wt％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电解液，其特征在于，所述二氟草酸硼酸锂的质量占电解液总质量的质量比为0.2wt％～1.2wt％；和/或，所述双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量占电解液总质量的质量比为0.5wt％～5wt％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电解液，其特征在于，所述第二氟代溶剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)、1,1,2,2
‑
四氟乙基
‑
2,2,3,3
‑
四氟丙基醚(TTE)、氟代碳酸二乙酯(FDEC)、2,2,2
‑
三氟乙酸乙酯(FE...

【专利技术属性】
技术研发人员：母英迪，曹启雄，王海，李素丽，
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：