一种电解液成膜添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电解液成膜添加剂及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种电解液成膜添加剂及其制备方法、电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，涉及一种电解液成膜添加剂及其制备方法
、
电解液和锂离子电池
。

技术介绍

[0002]稳定的固体电解质界面
(SEI)
是提高锂离子电池电化学性能的关键，用电解液成膜添加剂是改善锂离子电池性能最经济有效的方法之一
。
随着电池的不断循环，活性
Li
+
会不断的被消耗用来修补
SEI
膜，这个过程中还会伴随着电池容量的损失以及阻抗的增加
。
因此，
SEI
膜的性能极大的影响了锂离子电池的首次不可逆容量损失，倍率性能，循环寿命等电化学性质
。
现有的技术方案基本上都集中在电解液中添加少量的电解液成膜添加剂如
VC、DTD、FEC、LFO、LiBOB
或其组合
。
[0003]而电池在后期的循环中由于电池存在的痕量水等因素会生成
HF
，
HF
会破坏
SEI
膜，但是少量的成膜添加剂在化成时基本会被消耗殆尽，因此
SEI
膜很难在循环过程中得到修复
。
另外，如果在初始的电解液添加过量的成膜添加剂，会导致形成的
SEI
膜偏厚，从而使得电池的容量偏低和内阻偏大
。
[0004]因此，如何充分发挥成膜添加剂在电解液中的作用，提升电池的性能，是亟待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]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成膜添加剂及其制备方法
、
电解液和锂离子电池
。
本专利技术将成膜添加剂封于金属有机骨架
(MOF)
中，金属有机骨架起到了缓释的作用，将其加入电解液中时，一方面避免了一开始添加过多成膜添加导致
SEI
膜过厚的问题，另一方面，还可以持续的修复
SEI
膜，延长电池的寿命
。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种电解液成膜添加剂，所述电解液成膜添加剂包括外壳以及填充于外壳内的成膜添加剂；其中，所述外壳包括金属有机骨架
。
[0008]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述金属有机骨架的
D50
为
200nm
～1μ
m。
[0009]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述金属有机骨架的热分解温度
≥60℃。
[0010]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述金属有机骨架中的金属元素包括过渡金属元素中的任意一种或至少两种的组合，优选为
Ni、Co、Mn、Fe、Cr、Ti
或
Zr
中的任意一种或至少两种的组合
。
[0011]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述外壳内的成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯
、
硫酸乙烯酯
、
氟代碳酸乙烯酯或丙烷碳酸内酯中的任意一种或至少两种的组合
。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的电解液成膜添加剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0013]将成膜添加剂填充于外壳中，得到所述电解液成膜添加剂；
[0014]其中，所述外壳包括金属有机骨架
。
[0015]第三方面，本专利技术提供一种电解液，所述电解液包括锂盐
、
有机溶液和如第一方面所述的电解液成膜添加剂
。
[0016]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述锂盐在电解液中的摩尔浓度为
0.5
～
1.5mol/L。
[0017]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述锂盐包括六氟磷酸锂
、
六氟砷酸锂
、
二草酸硼酸锂
、
高氯酸锂或四氟硼酸锂中的任意一种或至少两种的组合
。
[0018]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述有机溶剂包括碳酸酯类有机溶液
。
[0019]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述碳酸酯类有机溶剂包括环状碳酸酯和
/
或链状碳酸酯，优选为环状碳酸酯和链状碳酸酯
。
[0020]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述有机溶剂的重量为所述电解液的重量的
60
～
90
％
。
[0021]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述电解液成膜添加剂的重量为所述电解液的重量的1～
10
％
。
[0022]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述电解液中还包括第二成膜添加剂
。
[0023]作为本专利技术中一个优选的技术方案，所述第二成膜添加剂的重量为所述电解液的重量的1～
10
％，优选为4～
10
％
。
[0024]第四方面，本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如第三方面所述的电解液
。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术将成膜添加剂封于金属有机骨架
(MOF)
中，形成了类似胶囊的结构，其中金属有机骨架起到了缓释的作用，将其加入电解液中时，该结构可使得成膜添加剂在电解液中持续释放，以保证循环过程中
SEI
膜可以得到持续的得到修复，进而可以提升锂离子电池的循环寿命；一方面避免了一开始添加过多成膜添加导致
SEI
膜过厚的问题，另一方面，还可以持续的修复
SEI
膜，延长电池的寿命
。
具体实施方式
[0027]下面通过具体实施例来进一步说明本专利技术的技术方案
。
本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制
。
[0028]在第一个具体实施方式中，本专利技术提供一种电解液成膜添加剂，所述电解液成膜添加剂包括外壳以及填充于外壳内的成膜添加剂；其中，所述外壳包括金属有机骨架
。
[0029]本专利技术提供的金属有机骨架结构
(MOF)
，不溶于电解液，不会与成膜添加剂和电解液发生反应，还应具有良好的导电性，不得阻碍电子的传输，以免影响电池的内阻
。
[0030]本专利技术将成膜添加剂封于金属有机骨架
(MOF)
中，形成了类似胶囊的结构，其中金属有机骨架起到了缓释的作用，将其加入电解液中时，该结构可使得成膜添加剂在电解液中持续释放，以保证循环过程中
SEI
膜可以得到持续的得到修复，进而可以提升锂离子电池的循环寿命；一方面避免了一开始添加过多成膜添加导致...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电解液成膜添加剂，其特征在于，所述电解液成膜添加剂包括外壳以及填充于外壳内的成膜添加剂；其中，所述外壳包括金属有机骨架
。2.
根据权利要求1所述的电解液成膜添加剂，其特征在于，所述金属有机骨架的
D50
为
200nm
～1μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的电解液成膜添加剂，其特征在于，所述金属有机骨架的热分解温度
≥60℃
；优选地，所述金属有机骨架中的金属元素包括过渡金属元素中的任意一种或至少两种的组合，优选为
Ni、Co、Mn、Fe、Cr、Ti
或
Zr
中的任意一种或至少两种的组合
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的电解液成膜添加剂，其特征在于，所述外壳内的成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯
、
硫酸乙烯酯
、
氟代碳酸乙烯酯或丙烷碳酸内酯中的任意一种或至少两种的组合
。5.
一种如权利要求1‑4任一项所述的电解液成膜添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将成膜添加剂填充于外壳中，得到所述电解液成膜添加剂；其中，所述外壳包括金属有机骨架
。6.
一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱清，王安琪，范珍珍，常明飞，潘文成，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：发明
国别省市：