一种锂离子电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电解液及锂离子电池，属于电池电解液技术领域，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂、成膜添加剂和成膜修饰剂，所述成膜修饰剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B，化合物A和化合物B两者协同作用可与成膜添加剂在电池正负极材料上形成稳定、致密且阻抗较小的SEI膜，提高了正负极电极材料的结构稳定性，电解液高温环境下相对稳定，副反应少，从而有效提升60℃以上高温环境下的界面稳定性，提升循环稳定性和存储稳定性。使用本发明专利技术所述的锂离子电池电解液得到的锂离子电池，70℃的存储28天存储容量保持率达到80.12%~98.98%，60℃的循环容量保持率达到79.1%~98.8%。到79.1%~98.8%。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术属于电池电解液
，具体涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]大容量锂离子电池因具有容量大、比能量高、循环寿命长、无环境污染等特点，在手机、笔记本电脑等民用电源至汽车驱动用车载电源等领域具有巨大的应用前景，因此引起了众多科学工作者的关注。
[0003]随着锂离子电池的应用越来越广泛，对锂离子电池的性能要求也越来越高，特别是军用锂离子电池，要求在满足常温环境工作的同时，也要满足60℃以上高温环境工作指标要求。在60℃时，普通锂离子电池的输出性能会迅速变差。
[0004]从锂离子电池的影响因素看，从电解液着手，通过优化电解液组成，来改善电池高温性能是最经济的手段。 因此，开发一种高稳定性、高效率、电化学性能优异的电解液，应用于锂离子电池中来提高电池的高温性能，是本领域迫在眉睫需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高温性能优异的锂离子电池电解液及锂离子电池。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种锂离子电池电解液，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂、成膜添加剂和成膜修饰剂；所述成膜修饰剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B。
[0007][0007]其中，R1为氢、C3~C6的硅烷基、卤素、任选取代的氨基、任选取代的C1~C7的烷基或任选取代的C3~C9的烯烃基中的任意一种。
[0008]R2和R3各自独立地选自氢、C3~C6的硅烷基、卤素、任选取代的C1~C7的烷基或任选取代的C3~C9的烯烃基中的任意一种。优选地，所述化合物A在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1~3%。
[0009]优选地，所述化合物B在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1~3%。
[0010]优选地，所述化合物A和化合物B的摩尔比为1.5~2.5:1，优选为2:1。
[0011]优选地，所述R1包括卤素、未取代的C1~C3的烷基、卤素取代的C1~C3的烷基或C3~C6的乙烯基中的任意一种，优选包括
‑
H、
‑
F、
‑
CH3、
‑
CH2CH3、
‑
CH2CH2CH3、
‑
CF3、
‑
CH=CH2或
‑
CH2CH=CH2中的任意一种；
优选地，所述R2和R3各自独立地包括未取代的C1~C6的烷基、氨基取代的C1~C6的烷基或硅烷基，优选包括
‑
CH3、
‑
CH2CH3、
‑
CH(CH3)2、
‑
CH(CH3)3、环己基或
‑
CH2CH2CH2N(CH3)3中的任意一种。
[0012]优选地，所述化合物A的结构包括如下式所述的化合物中的一种或几种。
[0013]优选地，所述化合物B包括如下所述的化合物中的一种或几种；优选地，所述成膜添加剂包括碳酸酯类、硫酸酯类、磷酸类、硼酸类、硅烷类、氟代碳酸酯类、氟代硫酸酯类、氟代磷酸类、氟代硼酸类或氟代硅烷类中的一种或几种。
[0014]优选地，所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺内酯、氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯或硫酸乙烯酯中的一种或几种。
[0015]优选地，所述成膜添加剂在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.05~5%。
[0016]优选地，所述溶剂包括碳酸酯类有机溶剂。
[0017]在本专利技术中，以锂离子电池电解液总重量为100％，除锂盐、成膜添加剂、化合物A和化合物B以外，余量为溶剂。
[0018]优选地，所述碳酸酯类有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸
二乙酯或碳酸甲基乙基酯中的任意一种或几种。
[0019]优选地，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯。
[0020]优选地，碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的质量比为3:2:5。
[0021]优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双
‑
(三氟甲基磺酰基)亚胺锂、双(氟代磺基)亚胺锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂或二氟双草酸磷酸锂中一种或几种。
[0022]优选地，所述锂盐在锂离子电池电解液中的质量百分含量为7.5%~18.5%。
[0023]本专利技术的目的之二在于提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如上所述的锂离子电池电解液。
[0024]本专利技术的有益效果包括：本专利技术通过加入化合物A和化合物B作为成膜修饰剂，两者协同作用可与成膜添加剂共同在电池正负极材料上形成稳定、致密且阻抗较小的SEI膜，提高了正负极电极材料的结构稳定性，电解液高温环境下相对稳定，副反应少，从而有效提升60℃以上高温环境下的界面稳定性，提升循环稳定性和存储稳定性。使用本专利技术所述的锂离子电池电解液得到的锂离子电池，70℃的存储28天存储容量保持率达到80.12%~98.98%，60℃的循环容量保持率达到79.1%~98.8%。
具体实施方式
[0025]在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下可实现实施方案。
[0026]除非本申请中另外要求，词语“包括”和“包含”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
[0027]在整个本说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“一种优选地实施方式案”或“某些实施方案”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在一种优选地实施方式案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
[0028]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种锂离子电池电解液，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂、成膜添加剂和成膜修饰剂；所述成膜修饰剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B。
[0029][0029]其中，R1为氢、C3~C6的硅烷基、卤素、任选取代的氨基、任选取代的C1~C7的烷基或任选取代的C3~C9的烯烃基中的任意一种。
[0030]R2和R3各自独立地选自氢、C3~C6的硅烷基、卤素、任选取代的C1~C7的烷基或任选取代的C3~C9的烯烃基中的任意一种。在本专利技术中，所述成膜添加剂是指形成固体电解质界面膜( solid electrolyte interface) 的添加剂，简称SEI膜。在锂离子电池首次充放电过程中，在电极材料与电解液在固液相界面上成膜添加剂会发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化膜，即SEI膜。SEI膜是电子绝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂离子电池电解液包括锂盐、溶剂、成膜添加剂和成膜修饰剂；所述成膜修饰剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B；所述成膜修饰剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B；；其中，R1为氢、C3~C6的硅烷基、卤素、任选取代的氨基、任选取代的C1~C7的烷基或任选取代的C3~C9的烯烃基中的任意一种；R2和R3各自独立地选自氢、C3~C6的硅烷基、卤素、任选取代的C1~C7的烷基或任选取代的C3~C9的烯烃基中的任意一种。2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述化合物A在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1~3%；所述化合物B在锂离子电池电解液中的质量百分含量为0.1~3%；所述化合物A和化合物B的摩尔比为1.5~2.5:1。3.如权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述R1包括卤素、未取代的C1~C3的烷基、卤素取代的C1~C3的烷基或C3~C6的乙烯基中的任意一种；所述R2和R3各自独立地包括未取代的C1~C6的烷基、氨基取代的C1~C6的烷基或硅烷基。4.如权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述化合物A的结构包括如下式所述的化合物中...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宇凡，顿温新，申海鹏，王艳杰，孙春胜，
申请(专利权)人：香河昆仑新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：