一种电解液及包含其的电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及包含其的电池，所述电解液中包括：电解质盐、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；其中所述氟代乙烯基醚类化合物中的氟官能团在醚键邻位，容易参与界面反应形成LiF，过程中形成的不饱和键会进一步发生聚合反应形成有机界面膜，从而最终形成有机无机杂化的界面保护膜。进一步地，电解液中的磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，即能够协同电解液中的氟代乙烯基醚类化合物在负极表面形成更加坚固的界面保护膜，且能够较大程度抑制负极表面的产气。本发明专利技术中的电解液可明显改善电池阻抗，还能起到改善电池低温性能的效果。善电池低温性能的效果。善电池低温性能的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及包含其的电池


[0001]本专利技术涉及电解液
，具体涉及一种电解液及包含其的电池。

技术介绍

[0002]近十年来，锂离子电池技术日新月异，应用范围逐步扩大，作为能源存储器件被应用在便携式电子产品、大规模储能和电动汽车等领域。研究开发更高能量密度的锂离子电池，一直是行业的重要方向，也是当前锂离子行业的主要需求。
[0003]为实现更高的电池能量密度，可选的手段包括：采用更高压实的正负极极片，或更高涂覆量的正负极极片。但是在更高压实和更高面密度的情况下，对电池动力学要求会明显增加，而电池的高阻抗将导致电池动力学不足，低温放电性能也会明显恶化。动力学不足将导致电池各项性能恶化，无法满足商业化的需求。
[0004]目前电解液中往往加入很多添加剂，从而形成更好的正负极界面，拓宽电解液的耐氧化和还原能力。电解质界面膜的阻抗对电池的阻抗及其低温性能有重要的影响，通过优化添加剂有望改善电池阻抗及其低温性能。因此，为了改善电池的阻抗和低温放电性能，亟待开发一种有效的电解液添加剂。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种电解液及包含其的电池，所述电解液能够解决高密度电池容易阻抗过大、低温性能明显变差等问题。
[0006]为解决
技术介绍
中提出的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术中提供了一种电解液，所述电解液中包括：
[0008]电解质盐、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；
[0009]其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：
[0010][0011]式(1)中，R1选自H、被至少一个R
a
取代的C1‑3烷基；R
a
选自卤素、C1烷基中的至少一种。
[0012]进一步地，所述氟代乙烯基醚类化合物的加入量为所述电解液总质量的0.1wt％～10.0wt％。
[0013]进一步地，所述氟代乙烯基醚类化合物包括结构式1
‑
1～结构式1
‑
6中的至少一种：
[0014][0015]进一步地，所述溶剂包括：碳酸酯和/或羧酸酯；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；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。
[0016]进一步地，电解质盐包括六氟磷酸锂、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(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。
[0017]进一步地，所述磺酸类添加剂包括1,3
‑
丙烷磺内酯、1
‑
丙烯
‑
1,3
‑
磺酸内酯、5
‑
甲基恶噻戊环2,2
‑
二氧化物、1,3
‑
丙烯磺酸内酯、2,4
‑
丁烷磺内酯、1,4
‑
丁磺酸内酯中的至少一种。
[0018]进一步地，所述磺酸类添加剂占所述电解液总质量的0.01～10wt％。
[0019]进一步地，所述电解液还包括：腈类化合物；所述腈类化合物包括己二腈、丁二腈和1,3,6
‑
己烷三腈中的至少一种。
[0020]进一步地，所述腈类化合物占所述电解液总质量的0.01～8wt％。
[0021]第二方面，本专利技术中提供了一种电池，所述电池中包括：如上所述的电解液；含有正极活性物质的正极片；含有负极活性物质的负极片；隔离膜。
[0022]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0023]本专利技术提供了一种电解液及包含其的电池，所述电解液中包括：电解质盐、溶剂和氟代乙烯基醚类化合物；其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：
[0024][0025]式(1)中，R1选自H、被至少一个R
a
取代的C1‑3烷基；R
a
选自卤素、C1烷基中的至少一种。
[0026]本专利技术中提供了一种电解液，所述电解液中包括电解质盐、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂，其中所述氟代乙烯基醚类化合物中的氟官能团在醚键邻位，容易参与界面反应形成LiF，脱去HF之后会形成碳碳双键，两个脱F后的化合物之间通过不饱和键会进一步发生聚合反应形成有机界面膜，从而最终形成有机
‑
无机杂化的界面保护膜，该界面保护膜具有致密、电导率高等特点。进一步地，电解液中的磺酸类添加剂在电解液中能够帮助在负极成膜，即能够协同电解液中的氟代乙烯基醚类化合物在负极表面形成更加坚固的界面保护膜，且能够较大程度抑制负极表面的产气。专利技术人通过测试发现，本专利技术通过在电解液中同时添加如式(1)所示的氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂时可明显改善电池阻抗，还能起到改善电池低温性能的效果。进一步地，在高温储存中电解液中残存磺酸类添加剂也能够较好地抑制气体的生成，从而起到降低电池循环和存储产气的效果。
[0027]此外，本专利技术的电解液中还可以包括腈类化合物，腈类化合物中的碳氮三键的键能很高，因此腈类在正极上具有很好的稳定性且耐氧化性很强。同时，氰基又具有较强的配位能力，可以和电极表面的活性位点结合，起到掩蔽正极表面这些活性离子，减少电极对电解液的分解作用。在正极上，它自身很稳定，又能络合一些活跃的离子，因而腈类化合物能够增强电解液对正极氧化的抵抗能力，从而达到提升电池高电压下的循环寿命。
[0028]综上，本专利技术中的氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂联用时，可在负极表面形成坚固的界面保护膜，能够较大程度抑制负极表面的产气，从而可明显改善电池阻抗，同时还能改善电池低温性能。腈类化合物在电池的正极上形成稳定的界面保护，降低电池循环过程中电解液的消耗，提升电池高温高压下的循环寿命。氟代乙烯基醚类化合物、磺酸类添加剂和腈类化合物一同使用时，提升电池性能方面起到补足短板、协同增效的作用。
附图说明
[0029]图1为氟代乙烯基醚类化合物的结构式。
具体实施方式
[0030]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术的限制。
[0031]以下结合具体的实施例对本专利技术中的电解液、以及包含电解液的电池进一步解释说明。
[0032]第一方面，本专利技术中提供了一种电解液，所述电解液中包括：
[0033]电解质盐、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；其中，所述氟代乙烯基
醚类化合物的结构式如式(1)所示：
[0034][0035]式(1)中，R1选自H、被至少一个R
a
取代的C1‑3烷基；R
a
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中包括：电解质盐、溶剂、氟代乙烯基醚类化合物和磺酸类添加剂；其中，所述氟代乙烯基醚类化合物的结构式如式(1)所示：式(1)中，R1选自H、被至少一个R
a
取代的C1‑3烷基；R
a
选自卤素、C1烷基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代乙烯基醚类化合物的加入量为所述电解液总质量的0.1wt％～10.0wt％。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代乙烯基醚类化合物包括结构式1
‑
1～结构式1
‑
6中的至少一种：4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述溶剂包括：碳酸酯和/或羧酸酯；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；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。
5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，电解质盐包括六氟磷酸锂、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、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱亚明，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：