用于电池的电解液添加剂、包括其的电解液和电池制造技术

本申请提供一种用于电池的电解液添加剂、包括其的电解液和电池，电解液添加剂包含硫酸酯类化合物，采用本申请的电解液添加剂能够形成稳定SEI膜且降低电池副反应。成稳定SEI膜且降低电池副反应。

【技术实现步骤摘要】
用于电池的电解液添加剂、包括其的电解液和电池


[0001]本专利技术涉及电解液
，特别是涉及一种用于电池的电解液添加剂、包括其的电解液和电池。

技术介绍

[0002]电解液是锂离子电池的重要组成部分，承担着在正负极之间传输电荷的作用，它对电池的容量、工作使用温度、循环效率及安全性能等至关重要。传统技术中电解液体系的电化学窗口窄于正负极活性材料，因此在首次充放电过程中电解液有机溶剂会发生分解，形成不稳定的SEI(solid electrolyte interface)钝化膜，电池电性能较差。通过在电解液中添加少量添加剂，添加剂可以在化成阶段优先分解参与SEI成膜，抑制电解液的分解，对电池性能提升十分明显。但是目前广泛使用的商用锂离子电池电解液中含有的溶剂大部分不能形成稳定的固体电解质相界面(SEI)膜，在使用过程中会和溶剂化的锂离子共同嵌入到石墨层间，并在高度石墨化碳电极材料表面发生分解，使石墨层发生剥离，导致锂离子电池循环性能下降以及倍率性能差。
[0003]因此，如何提供一种能够形成稳定SEI膜且降低电池副反应的电解液添加剂，成为目前迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种电解液添加剂、包括其的电解液和电池，采用申请的电解液添加剂能够形成稳定SEI膜且降低电池副反应。
[0005]第一方面，本申请提供一种电解液添加剂，所述电解液添加剂包含硫酸酯类化合物，所述硫酸酯类化合物的化学式为：
[0006]其中，R1选自卤原子，R2、R3和R4分别独立地选自氢原子、卤原子、C1～C6的烷基或C1～C6的氟代烷基中的一种或多种。
[0007]在一些实施方式中，所述硫酸酯类化合物的化学式中R1为氟原子。
[0008]在一些实施方式中，所述硫酸酯类化合物包括：
[0009][0010]中的至少一种。
[0011]第二方面，本申请提供一种电解液，所述电解液包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括如第一方面所述用于电池的电解液添加剂。
[0012]在一些实施方式中，所述电解液中所述用于电池的电解液添加剂的质量含量为0.5％～1.5％。
[0013]在一些实施方式中，所述电解液中所述锂盐的质量含量为0.5mol/L～3mol/L。
[0014]在一些实施方式中，所述锂盐包括六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
[0015]在一些实施方式中，所述溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲丙酯、二氧戊烷、1,2
‑
二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2
‑
甲基四氢呋喃、γ
‑
丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二甲基亚砜和环丁砜中的至少一种。
[0016]在一些实施方式中，所述添加剂中还包括功能添加剂。
[0017]在一些实施方式中，功能添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、1,3
‑
丙烯磺酸内酯、二氟磷酸锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
[0018]在一些实施方式中，所述电解液中所述功能添加剂的质量含量为0.1％～2％。
[0019]第三方面，本申请提供一种电池，所述电池包括正极、负极、隔膜和如第二方面所述的电解液。
[0020]与传统技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
[0021]本申请中的电解液添加剂在化成阶段分解参与负极SEI成膜，抑制电解液有机溶剂的副反应分解，能够与负极形成更加稳定的SEI钝化膜，而且在电池循环和存储过程中，可以提高界面稳定性抑制电解液的副反应分解造成的容量不可逆消耗，显著抑制电池在充放电过程中电解液副反应产气并降低阻抗，提升电池的高温循环和存储性能。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的
技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0024]本申请中，涉及到数值区间(也即数值范围)，如无特别说明，该数值区间内可选的数值的分布视为连续，且包括该数值区间的两个数值端点(即最小值及最大值)，以及这两个数值端点之间的每一个数值。如无特别说明，当数值区间仅仅指向该数值区间内的整数时，包括该数值范围的两个端点整数，以及两个端点之间的每一个整数，相当于直接列举了每一个整数。当提供多个数值范围描述特征或特性时，可以合并这些数值范围。换言之，除非另有指明，否则本申请中所公开之数值范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。该数值区间中的“数值”可以为任意的定量值，比如数字、百分比、比例等。“数值区间”允许广义地包括百分比区间，比例区间，比值区间等定量区间。
[0025]本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
[0026]本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
[0027]术语“烷基”是指包含伯(正)碳原子、或仲碳原子、或叔碳原子、或季碳原子、或其组合的饱和烃。包含该术语的短语，例如，“C1～C6的烷基”是指包含1～6个碳原子的烷基，每次出现时，可以互相独立地为C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基。合适的实例包括但不限于：甲基(Me、
‑
CH3)、乙基(Et、
‑
CH2CH3)、1
‑
丙基(n
‑
Pr、n
‑
丙基、
‑
CH2CH2CH3)、2
‑
丙基(i
‑
Pr、i
‑
丙基、
‑
CH(CH3)2)、1
‑
丁基(n
‑
Bu、n
‑
丁基、
‑
CH2CH2CH2CH3)、2
‑
甲基
‑1‑
丙基(i
‑
Bu、i
‑
丁基、
‑
CH2CH(CH3)2)、2
‑
丁基(s
‑
Bu、s
‑
丁基、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包含硫酸酯类化合物，所述硫酸酯类化合物的化学式为：其中，R1选自卤原子，R2、R3和R4分别独立地选自氢原子、卤原子、C1～C6的烷基或C1～C6的氟代烷基中的一种或多种。2.如权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述硫酸酯类化合物的化学式中R1为氟原子。3.如权利要求1或2所述的电解液添加剂，其特征在于，所述硫酸酯类化合物包括：3.如权利要求1或2所述的电解液添加剂，其特征在于，所述硫酸酯类化合物包括：中的至少一种。4.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂包括权利要求1
‑
3任一项所述用于电池的电解液添加剂。5.如权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述电解液中所述用于电池的电解液添加剂的质量含量为0.5％～1.5％。6.如权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述锂盐满足如下条件中的至少一个：(1)所述电解液中所述锂盐的摩尔浓度为0.5mol/L～3mol/L；(2)所述锂盐包括六氟磷酸锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊超杰，卢林，蒋治亿，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：