本发明专利技术提供了一种电解液添加剂、电解液与锂离子电池，所述电解液添加剂的结构式中含有硫代亚磺酸酯结构；所述电解液添加剂能够参与正极CEI与负极SEI的成膜，解决电解液不耐氧化的问题，有效抑制了电解液在正负极表面的副反应，还明显改善了高电压电池体系的常温循环、高温循环以及高温存储性能。高温循环以及高温存储性能。
【技术实现步骤摘要】
一种电解液添加剂、电解液与锂离子电池
[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种电解液添加剂、电解液与锂离子电池。
技术介绍
[0002]现有的锂离子电池能量密度已经很难满足人们现在的需求，高工作电压化是有效提高锂离子电池能量密度的方法之一，而高工作电压下，电解液需要有较好的耐氧化性，电解液才能保证锂离子电池在高电压下维持稳定循环；然而商业化锂离子电池电解液一般由碳酸酯类有机溶剂和六氟磷酸锂组成，碳酸酯类有机溶剂在高电压下会发生氧化分解不能稳定存在，因此会使得锂离子电池性能降低。
[0003]现有技术中通常通过以下方式提高商业化电解液的耐压能力：
[0004](1)将碳酸酯类电解液中锂盐浓度增加，增加锂离子与溶剂分子的络合数目，络合的溶剂分子抗氧化性增强，电解液稳定性增强；另外，高浓度电解液相比于传统电解液，其阻燃性增强，电池的安全性得到了提高；如CN 116093443A公开了一种含有高浓度电解液的二次电池及其制备方法，以所述高浓度电解液的总质量为100％计，所述高浓度电解液中锂盐的质量分数大于等于29％，从而提升了电池的安全性能。
[0005](2)利用高电压电解液新型溶剂替换碳酸酯溶剂，新型溶剂如砜类、腈类、离子液体和氟代类电解液等，这些新体系电解液在一定程度上可满足高电压的需求；(3)可通过在传统碳酸酯类电解液中加入高压电解液添加剂，其在电池循环时可优先在正极表面分解形成CEI膜，在一定程度上可保护高电压电极材料的完整性，并且可以减少高电压正极与电解液接触带来的副反应。
[0006]虽然前两种方式可以在一定程度上提高电解液的耐高电压能力，但是都存在一定的局限性，高锂盐浓度会带来电解液高成本的问题，砜类溶剂与离子液体因为熔点相对较高，使得在低温下的性能下降，腈与石墨负极相容性不好等问题也限制新溶剂体系电解液的实际应用。相比而言，第三种方法高压电解液添加剂可以简单并且有效地改善电解液的耐高压问题，但是目前的高压正极成膜添加剂种类较少，并且很少能同时对负极界面起到保护作用。
[0007]基于以上研究，需要提供一种电解液添加剂，所述添加剂能够同时在正负极上成膜，且耐高电压。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于提供一种电解液添加剂、电解液与锂离子电池，所述电解液添加剂能够解决电解液不耐氧化的问题，有效抑制了电解液在正负极表面的副反应，还明显改善了高电压电池体系的常温循环、高温循环以及高温存储性能。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种电解液添加剂，所述电解液添加剂的结构式如式I所示：
[0011][0012]式I；
[0013]其中，R1和R2分别独立地选自氢、取代或未取代的烃基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的硅氧基中的任意一种。
[0014]本专利技术电解液添加剂中含有硫代亚磺酸酯结构，能够被还原与氧化，参与正极CEI与负极SEI的成膜，且成膜成分具有硫酸锂成分，可以提高CEI与SEI膜的界面稳定性与离子电导性，因此，本专利技术所述电解液添加剂能够有效解决电解液不耐高压的问题，同时还均参与正负极成膜，从而提升了高电压电池体系的常温循环、高温循环以及高温存储性能。
[0015]优选地，所述R2优选为取代或未取代的硅氧基。
[0016]本专利技术的电解液添加剂中，优选还包括硅氧基团，由于氧硅键还可以与电解液中的H2O和HF发生反应，减少H2O和HF带来的危害，从而进一步有效提高了高电压电池体系的常温循环、高温循环以及存储性能。
[0017]优选地，所述取代或未取代的硅氧基中，所述取代的取代基选自C1
‑
C6烷基，例如可以是C1、C2、C3、C4、C5或C6的烷基。
[0018]优选地，所述取代或未取代的烃基选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基中的任意一种。
[0019]优选地，所述R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基中的任意一种。
[0020]本专利技术的R1基团优选选自上述基团中的任意一种，能够进一步发挥添加剂各官能团的配合作用，促进电解液添加剂作用的发挥，从而能够进一步提升电池性能。
[0021]示例性地，所述R1选自取代或未取代的以下基团：氢、甲基、乙基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、乙烯基、烯丙基、炔基、苯基或苄基中的任意一种。
[0022]优选地，所述取代或未取代的芳基选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的苄基。
[0023]优选地，所述取代或未取代的烷基为取代或未取代的直链烷基或支链烷基，所述取代或未取代的烷氧基为取代或未取代的直链烷氧基或支链烷氧基，所述取代或未取代的烯基为取代或未取代的直链烯基或支链烯基，所述取代或未取代的炔基为取代或未取代的直链炔基或支链炔基。
[0024]优选地，所述取代或未取代的烷基为取代或未取代的C1
‑
C10烷基，例如可以是C1、C3、C5、C7、C9或C10等的烷基。
[0025]优选地，所述取代或未取代的烷氧基为取代或未取代的C1
‑
C10烷氧基，例如可以是C1、C3、C5、C7、C9或C10等的烷氧基。
[0026]优选地，所述取代或未取代的烯基为取代或未取代的C3
‑
C10烯基，例如可以是C3、C5、C7、C9或C10等的烯基。
[0027]优选地，所述取代或未取代的炔基为取代或未取代的C3
‑
C10炔基，例如可以是C3、
C5、C7、C9或C10等的炔基。
[0028]优选地，所述取代或未取代的苯基为取代或未取代的C6
‑
C26苯基，例如可以是C6、C10、C14、C18、C22或C26等的苯基。
[0029]优选地，所述取代或未取代的苄基为取代或未取代的C7
‑
C27苄基，例如可以是C7、C10、C14、C18、C22或C27等的苄基。
[0030]优选地，所述取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基中，所述取代的取代基均为卤素。
[0031]优选地，所述取代或未取代的芳基中，所述取代的取代基选自C1
‑
C5烷基(例如可以C1、C2、C3、C4或C5的烷基)、羟基或卤素中的任意一种。
[0032]优选地，所述电解液添加剂选自如下化合物式I
‑
1～式I
‑
9中的任意一种：
[0033][0034]第二方面，本专利技术提供了一种电解液，所述电解液包括如第一方面所述的电解液添加剂。
[0035]优选地，所述电解液中，所述电解液添加剂的含量为0.3
‑
1wt％，例如可以是0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1wt％，但不限于所列本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂的结构式如式I所示：其中，R1和R2分别独立地选自氢、取代或未取代的烃基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的硅氧基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述R2优选为取代或未取代的硅氧基；优选地，所述取代或未取代的硅氧基中，所述取代的取代基选自C1
‑
C6烷基。3.根据权利要求1或2所述的电解液添加剂，其特征在于，所述取代或未取代的烃基选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基中的任意一种；优选地，所述R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的芳基中的任意一种；优选地，所述取代或未取代的芳基选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的苄基；优选地，所述取代或未取代的烷基为取代或未取代的直链烷基或支链烷基，所述取代或未取代的烷氧基为取代或未取代的直链烷氧基或支链烷氧基，所述取代或未取代的烯基为取代或未取代的直链烯基或支链烯基，所述取代或未取代的炔基为取代或未取代的直链炔基或支链炔基。4.根据权利要求3所述的电解液添加剂，其特征在于，所述取代或未取代的烷基为取代或未取代的C1
‑
C10烷基；优选地，所述取代或未取代的烷氧基为取代或未取代的C1
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C10烷氧基；优选地，所述取代或未取代的烯基为取代或未取代的C3
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C10烯基；优选地，所述取代或未取代的炔基为取代或未取代的C3
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C10炔基；优选地，所述取代或未取代的苯基为取代或未取代的C6
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C26苯基；优选地，所述取代或未取代的苄基为取代或未取代的C7
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C27苄基；优选地，所述取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基中，所述取代的取代基均为卤素；优选地，所述取代或未取代的芳基中，所述取代的取代基选自C1
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C5烷基、羟基或卤素中的任意一种。5.根据权利要求1
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4任一项所述的电解液添加剂，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：尚慧敏，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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