本发明专利技术提供了一种电解液添加剂及其制备方法、电解液和锂离子电池。所述添加剂选自如式1所示的含氧杂环三氟硼酸锂盐，R1‑
【技术实现步骤摘要】
电解液添加剂及其制备方法、电解液和含有其的锂离子电池
[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，涉及一种电解液添加剂及其制备方法、电解液和含有其的锂离子电池。
技术介绍
[0002]新能源汽车产业的蓬勃发展带动了市场对高比能量动力电池的需求，在动力电池领域内，镍钴锰三元材料因其高比容量的优势而得到了市场的青睐。常规电解液体系在低温环境下存在粘度增大、电导率下降、界面阻抗增加的问题，导致电池充放电容量低；在高温环境下存在电解液氧化还原加剧、产气的问题，制约了三元动力电池的实际应用效果。
[0003]综上所述，开发一种兼顾高低温性能的锂离子电池电解液是本领域重要的研究方向。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种电解液添加剂及其制备方法、电解液和含有其的锂离子电池，可以抑制锂离子电池产气，降低锂离子电池正负极钝化膜的阻抗，改善锂离子电池的高低温性能。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种电解液添加剂，所述电解液添加剂选自如式1所示的含氧杂环三氟硼酸锂盐，
[0007]R1‑
BF3Li,式1，其中，R1为含氧杂环基团。
[0008]本专利技术中具有式1结构的含氧杂环三氟硼酸锂盐添加剂，优先于溶剂参与负极表面SEI膜的形成，抑制了有机溶剂的还原分解，且所形成的SEI膜具有更高Li
+
电导率和更低的界面阻抗，从而改善锂离子电池的低温性能；同时该添加剂在正极表面形成致密的钝化膜，抑制过渡金属离子溶出，且其中的含硼组分可吸附自由基，避免自由基对溶剂的催化分解，有效抑制电池的产气，从而改善锂离子电池的高温性能。
[0009]作为本专利技术优选的技术方案，所述含氧杂环基团选自环状碳酸酯类基团、环状羧酸酯类基团、环状硫酸酯类基团、环状亚硫酸酯类基团或环砜类基团中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：环状碳酸酯类基团和环状羧酸酯类基团的组合、环状羧酸酯类基团和环状硫酸酯类基团的组合、环状硫酸酯类基团和环状亚硫酸酯类基团的组合或环状亚硫酸酯类基团和环砜类基团的组合等。
[0010]优选地，所述含氧杂环三氟硼酸锂盐选自如式2
‑
式10中的所示化合物，
[0011][0012]本专利技术的目的之二在于提供一种如目的之一所述的电解液添加剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0013](1)将镁源加入溶剂中，再加入氯代含氧杂环酯溶液完成格氏反应，得到含氧杂环酯格氏试剂溶液；
[0014](2)将硼酸酯和氟源加入步骤(1)所述含氧杂环酯格氏试剂溶液中进行硼氟化反应，得到含氧杂环三氟硼酸盐溶液；
[0015](3)将步骤(2)所述含氧杂环三氟硼酸盐溶液过滤、浓缩后溶解于去离子水中，加入锂源进行锂化反应，过滤，得到所述含氧杂环三氟硼酸锂盐。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述镁源包括镁屑。
[0017]优选地，步骤(1)所述溶剂包括无水乙醚和/或无水四氢呋喃。
[0018]优选地，步骤(1)所述镁屑和所述溶剂的摩尔比为1：(3～5)，其中所述镁屑和所述溶剂的摩尔比可以是1:3、1:4或1:5等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，在步骤(1)的所述氯代含氧杂环酯溶液中，氯代含氧杂环酯包括氯代环状碳酸酯、氯代环状羧酸酯、氯代环状硫酸酯、氯代环状亚硫酸酯或氯代环砜中的任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：氯代碳酸乙烯酯和氯代亚硫酸乙烯酯的组合、氯代亚硫酸乙烯酯和氯代亚硫酸乙烯酯的组合或氯代碳酸乙烯酯和氯代亚硫酸乙烯酯的组合等。
[0020]优选地，步骤(1)所述氯代含氧杂环酯溶液的溶剂包括乙醚和/或四氢呋喃。
[0021]优选地，按照质量分数计，所述氯代含氧杂环酯占所述氯代含氧杂环酯溶液的质量分数为18～22％，其中所述氯代含氧杂环酯占所述氯代含氧杂环酯溶液的质量分数可以是18％、19％、20％、21％或22％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，所述氯代含氧杂环酯与镁源的摩尔比为(0.8～1.2)：1，其中所述氯代含氧杂环酯与镁源的摩尔比为0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1或1.2:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，步骤(1)所述格氏反应的时间为100～140min，其中所述格氏反应的时间可以是100min、105min、110min、115min、120min、125min、130min、135min或140min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述硼酸酯包括硼酸三甲酯。
[0025]优选地，所述氟源包括氟氢化钾。
[0026]优选地，所述硼酸三甲酯和所述氟氢化钾的摩尔比为1：(1～2)，其中所述硼酸三甲酯和所述氟氢化钾的摩尔比可以是1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9或1:2等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，步骤(2)所述硼氟化反应的时间为200～220min，其中所述硼氟化反应的时间可以是200min、202min、204min、206min、208min、210min、212min、214min、216min、218min或220min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(3)所述锂源包括氟化锂、氯化锂、碳酸锂或醋酸锂中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：氟化锂和氯化锂的组合、氯化锂和碳酸锂的组合、碳酸锂和醋酸锂的组合或氟化锂和醋酸锂的组合等。
[0029]优选地，步骤(3)所述锂源与含氧杂环三氟硼酸盐的摩尔比为(2～4)：1，其中所述锂源与含氧杂环三氟硼酸盐的摩尔比可以是2:1、2.2:1、2.4:1、2.6:1、2.8:1、3.0:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1或4:1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0030]优选地，步骤(3)所述浓缩为在所述含氧杂环三氟硼酸盐溶液中加入二氯甲烷进行析晶处理。
[0031]优选地，步骤(3)所述锂化反应的时间为280～320min，其中所述锂化反应的时间可以是280min、285min、290min、295min、300min、305min、310min、315min或320min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0032]优选地，所述锂化反应的温度为45～55℃，其本文档来自技高网...
【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，所述电解液添加剂选自如式1所示的含氧杂环三氟硼酸锂盐，R1‑
BF3Li，式1，其中，R1为含氧杂环基团。2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述含氧杂环基团选自环状碳酸酯类基团、环状羧酸酯类基团、环状硫酸酯类基团、环状亚硫酸酯类基团或环砜类基团中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述含氧杂环三氟硼酸锂盐选自如式2
‑
式10中的所示化合物，3.一种如权利要求1或2所述的电解液添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)将镁源加入溶剂中，再加入氯代含氧杂环酯溶液完成格氏反应，得到含氧杂环酯格氏试剂溶液；(2)将硼酸酯和氟源加入步骤(1)所述含氧杂环酯格氏试剂溶液中进行硼氟化反应，得到含氧杂环三氟硼酸盐溶液；(3)将步骤(2)所述含氧杂环三氟硼酸盐溶液过滤、浓缩后溶解于去离子水中，加入锂源进行锂化反应，过滤，得到所述含氧杂环三氟硼酸锂盐。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述镁源包括镁屑；优选地，步骤(1)所述溶剂包括无水乙醚和/或无水四氢呋喃；优选地，步骤(1)所述镁屑和所述溶剂的摩尔比为1：(3～5)；
优选地，在步骤(1)的所述氯代含氧杂环酯溶液中，氯代含氧杂环酯包括氯代环状碳酸酯、氯代环状羧酸酯、氯代环状硫酸酯、氯代环状亚硫酸酯或氯代环砜中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述氯代含氧杂环酯溶液的溶剂包括乙醚和/或四氢呋喃；优选地，按照质量分数计所述氯代含氧杂环酯占所述氯代含氧杂环酯溶液的质量分数为18～22％；优选地，所述氯代含氧杂环酯与镁源的摩尔比为(0.8～1.2)：1；优选地，步骤(1)所述格氏反应的时间为100～140min。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述硼酸酯包括硼酸三甲酯；优选地，步骤(2)所述氟源包括氟氢化钾；优选地，所述硼酸三甲酯和所述氟氢化钾的摩尔比为1：(1～2)；优选地，步骤(2)所述硼氟化反应的...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，区少鸿，曾益平，大浦靖，
申请(专利权)人：深圳市研一新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。