一种电解液添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种电解液添加剂及其应用

【技术实现步骤摘要】
一种电解液添加剂及其应用


[0001]本专利技术属于电池电解液领域，具体涉及一种电解液添加剂及其应用，适用于锂离子电池或钠离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池或钠离子电池主要由电解液
、
隔膜
、
正极材料和负极材料构成，作为四大关键材料之一，电解液是离子迁移和电荷传递的介质
。
电解液作为离子的载体，在充放电过程中运送锂离子或钠离子，因此需要具有极大的离子导电率以及极小的电子导电率
。
为提升电解液性质
、
改善锂离子电池性能，添加少量添加剂是本领域的常用方法
。
添加剂根据功能的不同，可分为
SEI
成膜添加剂
、
阻燃添加剂
、
过充保护添加剂
、
高低温添加剂等等
。
[0003]成膜添加剂的作用是促进在电极材料表面形成稳定有效
SEI
膜
。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
。
理想
SEI
膜对电子绝缘的同时允许锂离子自由进出电极，能阻止电极材料与电解液进一步反应且结构稳定，不溶于有机溶剂
。
常见的成膜添加剂添加剂包括碳酸亚乙烯酯
(VC)、
丙烯酸腈
、SO2、CS2和多硫化物等
。
[0004]常规电解液涉及锂离子电池或钠离子电池自放电大问题
。
充放电过程中常规添加剂如氟代碳酸乙烯酯
(FEC)
碳酸亚乙烯酯
(VC)
等存在
SEI
膜修复不均匀影响电芯高温存储及循环性能
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种电解液添加剂及其应用
。
[0006]本专利技术一方面提供了一种电解液添加剂，结构如式
(I)
所示：
[0007][0008]其中，
R1为
Li
或
Na
；
[0009]R2选自
[0010]作为优选，
R1为
Li。
[0011]作为优选，上述电解液添加剂具有如下结构：
[0012][0013]本专利技术另一方面还提供了一种离子电池电解液，含有权利要求1‑3任一所述电解液添加剂，含量为
0.3wt
％～
6wt
％
。
[0014]作为优选，所述的离子电池电解液还包括
8wt
％～
17wt
％的盐以及
78wt
％～
91.7wt
％的溶剂；
[0015]所述盐为钠盐或锂盐；
[0016]锂盐为六氟磷酸锂
、
四氟硼酸锂
、
高氯酸锂
、
草酸硼酸锂
、
六氟砷酸锂中的一种或几种混合；
[0017]钠盐为六氟磷酸钠
、
四氟硼酸钠
、
高氯酸钠
、
草酸硼酸钠
、
六氟砷酸钠中的一种或几种混合；
[0018]所述溶剂为碳酸酯类化合物；
[0019]所述碳酸酯类化合物为碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
碳酸丁烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二丙酯
、
碳酸甲乙酯
、
碳酸甲丙酯和碳酸甲丁酯中的一种或多种的混合物
。
[0020]作为优选，所述的盐为锂盐，优选六氟磷酸锂，含量为
14wt
％
。
[0021]作为优选，所述的碳酸酯类化合物具体为
50wt
％的碳酸甲乙酯和
30.5wt
％的碳酸乙烯酯
。
[0022]本专利技术另一方面还提供了一种上述电解液添加剂或上述离子电池电解液在离子电池中的应用
。
[0023]本专利技术另一方面还提供了一种锂电池，含有上述离子电池电解液
。
[0024]作为优选，上述锂电池采用常规磷酸铁锂
/
石墨体系；
[0025]正极配方：磷酸铁锂：导电剂
SP:
粘结剂
PVDF
＝
95.5
％
:2
％
:2.5
％
,
双面面密度
376g/m2，正极压实密度
2.4g/cc
；
[0026]负极配方：人造石墨：导电剂
SP:LA136D
：
CMC
＝
96.5
％
:1
％
:2.1
％：
0.4
％
,
负极双面面密度
176g/m2,
负极压实密度
1.6g/cc
；
[0027]电解液注液系数为
4.8g/Ah。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0029]本专利技术的电解液添加剂含有对苯乙二酰胺主基团
、R1和
R2基团，其中
R1为锂或钠，
R2为闭合酰胺及内酯环
。R1为补锂或补钠作用，能够进一步提升充放电能量效率
。R2基团具有如下有益效果：
1)
络合磁性杂质金属离子，防止在负极沉积而导致自放电过大；
2)
协同主链修复
SEI
界面，确保界面的稳定性
、
均匀性，从而确保循环或静置过程中界面完好，提升电芯的循环寿命和日历寿命；
3)
主链酰胺基可以与水反应而水解，从而进一步降低内部残存的水分，防止副反应发生和产气鼓胀
。
具体实施方式
[0030]以下将通过实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施
。
[0031]本申请中所用原料
、
设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料
、
设备，均来自市售产品
。
本申请中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法
。
[0032]本申请还存在其它多种可实施的技术方案，在此不做一一列举，本申请权利要求中要求保护的技术方案都是可以实施的
。
[0033]本专利技术添加剂结构如式
(I)
所示，其中：
[0034][0035]R1为
Li
或
Na
；
[0036]R2选自
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【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，结构如式
(I)
所示：其中，
R1为
Li
或
Na
；
R2选自
2.
如权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，
R1为
Li。3.
如权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，包括如下结构：
4.
一种离子电池电解液，其特征在于，含有权利要求1‑3任一所述电解液添加剂，含量为
0.3wt
％～
6wt
％
。5.
如权利要求4所述的离子电池电解液，其特征在于，还包括
8wt
％～
17wt
％的盐以及
78wt
％～
91.7wt
％的溶剂；所述盐为钠盐或锂盐；锂盐为六氟磷酸锂
、
四氟硼酸锂
、
高氯酸锂
、
草酸硼酸锂
、
六氟砷酸锂中的一种或几种混合；钠盐为六氟磷酸钠
、
四氟硼酸钠
、
高氯酸钠
、
草酸硼酸钠
、
六氟砷酸钠中的一种或几种混合；所述溶剂为碳酸酯类化合物；所述碳酸酯类化合物为碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
碳酸丁烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二丙酯
、
碳酸甲乙酯
、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盈来，李艳红，蒋勤虚，相佳媛，温舒婷，张欣瑞，徐留扣，黄文，方玲，曹华燕，陈相档，蒋岚，王磊，
申请(专利权)人：杭州南都动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：