一种电解液添加剂组合物及含有其的电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液添加剂组合物及含有其的电解液和锂离子电池

【技术实现步骤摘要】
一种电解液添加剂组合物及含有其的电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种电解液，尤其涉及一种电解液添加剂组合物及含有其的电解液和锂离子电池
。

技术介绍

[0002]现如今，随着石化能源逐渐枯竭和温室效应的日益严重，人们不断的去探究可持续发展的清洁能源，锂离子电池作为一种高能量密度和高工作电压以及环境友好的优点，被广泛应用在电子产品
、
电动汽车等领域，锂离子电池中三元正极材料由于其价格低廉，性能稳定，作为首选的正极材料
。
[0003]CN113506914A
公开了一种三元锂电池电解液及含有该电解液的锂离子电池，三元锂离子电池包括锂盐
、
添加剂和非水溶剂，添加剂选自2‑
巯基吡啶和
/
或乙烯硫脲，通过采用上述添加剂，制备得到的电解液能够有效避免循环过程中正极活性物质颗粒的腐蚀和开裂，提高了三元锂离子电池的循环性能
。
但是制备得到的三元电池的高温存储性能较差
。
[0004]CN115799633A
公开了一种锂离子电池及其应用，电解液包括有机溶剂
、
锂盐
、
第一添加剂和第二添加剂，通过在电解液中添加含有氮杂环结构的化合物，形成稳定的钝化膜，抑制电解液分解，抑制界面阻抗增加，从而改善了锂离子电池的电化学性能，但是对于高温下的电化学性能改善效果较差，
[0005]当前锂离子电池电解液多采用传统的成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯
(VC)
或氟代碳酸乙烯酯
(FEC)
，但
VC
的耐氧化性较差，而
FEC
虽然抗氧化但高温下容易分解产生氢氟酸
(HF)
，会进一步加剧三元正极材料中的金属离子溶出，劣化电池性能
。
当前锂离子电池电解液多采用传统的成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯
(VC)
或氟代碳酸乙烯酯
(FEC)
，但
VC
的耐氧化性较差，而
FEC
虽然抗氧化但高温下容易分解产生氢氟酸
(HF)
，会进一步加剧三元正极材料中的金属离子溶出，劣化电池性能
。
电池的高低温性能难以兼顾，高温储存容易产气，循环过程中内阻增加较快，长循环寿命无法保证
。
[0006]因此，如何制备一种电解液应用于三元材料体系的锂离子电池中，提高电池的高温存储和循环性能，是本领域重要的研究方向
。

技术实现思路

[0007]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组合物及含有其的电解液和锂离子电池
。
本专利技术中电解液中添加剂具有良好的成膜特性，可以保证正
、
负极在高电压下的界面稳定性，提高三元高电压锂离子电池的长期循环性能和高温存储性能
。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术目的之一在于提供一种电解液添加剂组合物，所述解液添加剂组合物包括添加剂
A
和添加剂
B。
[0010]所述添加剂
A
的化学式如式
I
所示：
[0011][0012]其中，
R1、R2、R3和
R4分别独立地选自卤素
、H、
取代或未取代的乙烯基
、
取代或未取代的腈基
、
取代或未取代的烷基中的任意一种
。
[0013]所述化学式
B
的化学式如式
II
所示：
[0014][0015]其中，
R1’
、R2’
和
R3’
分别独立地选自卤素
、H、
取代或未取代的乙烯基
、
取代或未取代的腈基
、
取代或未取代的烷基中的任意一种，
n
为1～5，其中
n
的值可以是
1、2、3、4
或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
。
[0016]所述取代的取代基包括卤素
。
[0017]本专利技术中通过添加剂
A
和添加剂
B
联用，改善正极界面，减少电解液和正极的副反应
。
本专利技术中添加剂
A
的氰基可以和电解液中水和氢氟酸反应，减少其带来的电池性能的危害，还可以参与正极成膜，减少过渡金属溶出，添加剂
B
的氧硅键也可以消除电解液中水和氢氟酸，还参与正极
CEI
膜的构成
。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，所述
R1‑
R4分别独立地选自
F、Cl、
取代或未取代的
C1
‑
C5
烷基
。
[0019]优选地，所述
R1’‑
R3’
分别独立地选自
F、Cl、
取代或未取代的
C1
‑
C5
烷基
。
[0020]作为本专利技术优选的技术方案，所述添加剂
A
选自如下化合物式
I
‑1和
/
或
I
‑2：
[0021][0022]优选地，所述添加剂
B
选自如下化合物式
II
‑1和
/
或式
II
‑2：
[0023][0024]本专利技术目的之二在于提供一种电解液，所述电解液包括锂盐
、
非水有机溶液和如目的之一所述的电解液添加剂组合物
。
[0025]作为本专利技术优选的技术方案，以电解液的质量为
100
％计，所述添加剂
A
的质量分数为
0.1
～
0.5
％，其中所述质量分数可以是
0.1
％
、0.2
％
、0.3
％
、0.4
％或
0.5
％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
。
[0026]本专利技术中添加剂
A
的质量添加过多会造成
SEI
膜增厚，增加电池极化，过少无法有效地将电极与电解液分开，避免电解液在电极表面发生副反应
。
[0027]优选地，以电解液的质量为
100
％计，所述添加剂
B
的质量分数为
0.2
～
0.8
％，其中所述质量分数可以是
0.2
％
、0.3
％
、0.4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电解液添加剂组合物，其特征在于，所述解液添加剂组合物包括添加剂
A
和添加剂
B
；所述添加剂
A
的化学式如式
I
所示：其中，
R1、R2、R3和
R4分别独立地选自卤素
、H、
取代或未取代的乙烯基
、
取代或未取代的腈基
、
取代或未取代的烷基中的任意一种；所述化学式
B
的化学式如式
II
所示：其中，
R1’
、R2’
和
R3’
分别独立地选自卤素
、H、
取代或未取代的乙烯基
、
取代或未取代的腈基
、
取代或未取代的烷基中的任意一种，
n
为1～5；所述取代的取代基包括卤素
。2.
根据权利要求1所述的电解液添加剂组合物，其特征在于，所述
R1‑
R4分别独立地选自
F、Cl、
取代或未取代的
C1
‑
C5
烷基；优选地，所述
R1’‑
R3’
分别独立地选自
F、Cl、
取代或未取代的
C1
‑
C5
烷基
。3.
根据权利要求1或2所述的电解液添加剂组合物，其特征在于，所述添加剂
A
选自如下化合物式
I
‑1和
/
或
I
‑2：优选地，所述添加剂
B
选自如下化合物式
II
‑1和
/
或式
II
‑2：
4.
一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐
、
非水有机溶液和如权利要求1‑3任一项所述的电解液添加剂组合物
。5.
根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，以电解液的质量为
100
％计，所述添加剂
A
的质量分数为
0.1
～
0.5
％；优选地，以电解液的质量为
100
％计，所述添加剂
B
的质量分数为
0.2
～
0.8
％
。6.
根据权利要求4或5所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括碳酸酯类添加剂
、
锂盐添加剂或含硫添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：严成结，尚慧敏，邹志群，钟颖贤，李佐球，曾汉民，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：