一种锂离子电池电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池电解液及锂离子电池，所述锂离子电池电解液包括主锂盐

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池电解液，特别涉及一种在高温高电压下提高电极材料 和电解液界面稳定性的锂离子电池电解液及锂离子电池
。

技术介绍

[0002]采用高比能的正负极材料
、
提高工作上限电压是实现高能量密度锂离子电池 的两大主要途径，而这均对电极材料
/
电解液的界面稳定性提出了更高的要求
。 当电池工作电压提高时，正极与电解液组分的副反应加剧，电池产气增多
、
循环 寿命大幅下降
。
硅负极或锂金属负极相对于石墨具有更好的理论容量，但由于自 身材料结构的限制使其不得不依赖
FEC
这类添加剂，
FEC
虽然可以提升电池的 循环寿命，但自身也易分解产气并产生大量
HF
，进一步破坏电极材料
/
电解液的 界面稳定性，加剧副反应发生
。
[0003]专利
WO2018073694A1
公开了一种用于硅负极锂离子电池的氰基硅氧烷， 其可以降低
FEC
产生的
HF
含量，抑制电池高温存储产气，提高高温高电压下的 循环寿命，同时在硅合金负极的存在下，能够提高电池容量保持率
、
抑制阻抗增 长
。
然而，由于其氰基中的碳氮三键键能过高
、
不易氧化，使得其无法在正极表 面优于溶剂氧化形成致密稳定的
CEI
膜，仅能通过吸附作用固定于正极表面，无 法形成更稳定的化学键
。
此外，氰基硅氧烷在负极也基本没有成膜效果，单一的 氰基硅氧烷对电池整体的界面稳定性提升非常有限
。
因此，该专利还提出了在氰 基硅氧烷的电解液中，添加
VC、PS、PES、SN、MMDS、LiBOB、LiDFOB、 TTSPi、ES、DTD、VEC、TMS、TAP、MPC、DPC、EPC、TTSP
等成膜添加剂， 但这些添加剂的组合，或者成膜阻抗大
、
恶化电池低温性能，或者高电压下稳定 性变差加剧电池产气
。
[0004]因此，需要开发一种添加剂或添加剂组合物，使其在高温高电压下，不仅能 提高电极材料和电解液界面稳定性，还能提升电池高温存储和循环性能，又能降 低阻抗
、
保持低温性能
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种提高界面稳定性
、
改善高温存储和 循环性能
、
保持低温性能的锂离子电池电解液
。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种锂离子电池电解液，包括主锂盐
、
有机溶剂，所述电解液还包括：
[0008]第一添加剂，所述第一添加剂为如下式
(I)
所示的氰基硅氧烷：
[0009](RO)
x
‑
Si
‑
[(CH2)
y
‑
CN](4
‑
x)
[0010](I)
[0011]式
(I)
中，
R
独立地选自
C1
‑
C3
烷基，
x、y
独立地选自
1、2
或3；
[0012]第二添加剂，所述第二添加剂为如下式
(II)
所示的不饱和硅烷：
[0013][0014]式
(II)
中，
R1选自
C2
‑
C4
烯基或
C2
‑
C4
炔基，
R2、R3、R4独立地选自
C1
‑ꢀ
C3
烷基
、C1
‑
C3
氟代烷基
、C2
‑
C4
烯基或
C2
‑
C4
炔基
。
[0015]作为优选地，
[0016]式
(I)
中，
R
独立地选自
C1
‑
C3
烷基，
x
选自3，
y
选自
1、2
或3；
[0017]式
(II)
中，
R1选自
C2
‑
C3
烯基或
C2
‑
C3
炔基，
R2、R3、R4独立地选自
C1
‑ꢀ
C3
烷基
、C1
‑
C3
氟代烷基
。
[0018]更为优选地，
[0019]式
(I)
中，
R
独立地选自甲基
、
乙基或丙基，
x
选自3，
y
选自1或2；
[0020]式
(II)
中，
R1选自乙烯基
、
乙炔基
、
丙烯基或丙炔基，
R2、R3、R4独立地 选自甲基
、
乙基
、
丙基
、
三氟甲基或三氟乙基
。
[0021]进一步优选地，
[0022]所述第一添加剂选自下式所示结构中的至少一种：
[0023][0024]所述第二添加剂选自下式所示结构中的至少一种：
[0025][0026]对氰基硅氧烷来说，氰基数量的上升，不利于电解液体系阻抗控制，故所述 第一添加剂选自下式所示结构中的至少一种：
[0027][0028]对不饱和硅烷来说，不饱和键的增加使化合物活性过高，易形成高阻抗的表 面膜而不利于电池性能，故所述第二添加剂选自下式所示结构中的至少一种：
[0029][0030]本专利技术的锂离子电池电解液中，为更好地提升电解液性能，
[0031]所述第一添加剂占电解液总质量的
0.01
～
10.0wt
％，优选
0.1
～
3.0wt
％；
[0032]所述第二添加剂占电解液总质量的
0.1
～
10.0wt
％，优选
0.2
～
3.0wt
％
。
[0033]更为优选地，
[0034]所述第一添加剂占电解液总质量的
0.1
～
1.0wt
％，优选
0.1
～
0.5wt
％；
[0035]所述第二添加剂占电解液总质量的
0.5
～
1.0wt
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池电解液，包括主锂盐
、
有机溶剂，其特征在于：所述电解液还包括：第一添加剂，所述第一添加剂为如下式
(I)
所示的氰基硅氧烷：
(RO)
x
‑
Si
‑
[(CH2)
y
‑
CN]
(4
‑
x)
(I)
式
(I)
中，
R
独立地选自
C1
‑
C3
烷基，
x、y
独立地选自
1、2
或3；第二添加剂，所述第二添加剂为如下式
(II)
所示的不饱和硅烷：式
(II)
中，
R1选自
C2
‑
C4
烯基或
C2
‑
C4
炔基，
R2、R3、R4独立地选自
C1
‑
C3
烷基
、C1
‑
C3
氟代烷基
、C2
‑
C4
烯基或
C2
‑
C4
炔基
。2.
根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于：式
(I)
中，
R
独立地选自
C1
‑
C3
烷基，
x
选自3，
y
选自
1、2
或3；式
(II)
中，
R1选自
C2
‑
C3
烯基或
C2
‑
C3
炔基，
R2、R3、R4独立地选自
C1
‑
C3
烷基
、C1
‑
C3
氟代烷基
。3.
根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于：式
(I)
中，
R
独立地选自甲基
、
乙基或丙基，
x
选自3，
y
选自1或2；式
(II)
中，
R1选自乙烯基
、
乙炔基
、
丙烯基或丙炔基，
R2、R3、R4独立地选自甲基
、
乙基
、
丙基
、
三氟甲基或三氟乙基
。4.
根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述第一添加剂选自下式所示结构中的至少一种：所述第二添加剂选自下式所示结构中的至少一种：
5.
根据权利要求4所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述第一添加剂选自下式所示结构中的至少一种：所述第二添加剂选自下式所示结构中的至少一种：
6.
根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述第一添加剂占电解液总质量的
0.01
～
10.0wt
％，优选
0.1
～
3.0wt
％；
所述第二添加剂占电解液总质量的
0.1
～
10.0wt
％，优选
0.2
～
3.0wt
％
。7.
根据权利要求6所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述第一添加剂占电解液总质量的
0.1
～
1.0wt
％，优选

【专利技术属性】
技术研发人员：徐冲，严红，李中凯，徐宁，马国强，
申请(专利权)人：浙江中蓝新能源材料有限公司中化蓝天集团有限公司，
类型：发明
国别省市：