【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池电解液添加剂的，尤其是指一种电解液添加剂、电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、石油煤炭等传统化石燃料将逐渐被新型绿色可再生能源取代。锂离子电池以其工作电压高、能量密度大、循环寿命长，环境友好等优点，被广泛应用于手机、电脑、电动汽车、船舶、航天器等行业。锂电池主要由正负极材料、隔膜、电解质及外壳组成，目前常用电解质为有机溶剂加锂盐配制而成。锂电池充放电使用过程中，有机溶剂易与电极材料发生产气反应，极化反应，锂枝晶产生，过充反应等，从而导致电池鼓包、电极塌陷、电极短路、电池发热等现象，影响电池的循环性能和使用寿命等电性能，甚至会引发电池着火、爆炸等安全事件。
2、针对上述问题，研究人员先后开发了成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、耐高温添加剂等单一功能添加剂。为了让电池同时满足较好的电性能、安全性能，需要同时加入多种添加剂，有时甚至多达十几种，这无疑增加了电解液生产的复杂性和难度。所以，有必要研究一些多功能添加剂来解决这一难题。不仅可以简化电解液组成，还可以降低生产成本，提高电池综合电性能。所以，研发一些高性价比的多功能添加剂，成为现在亟待解决的难题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电解液添加剂、电解液及锂离子电池。
2、本专利技术的第一个目的在于提供一种环状磷酸酯类电解液添加剂，分子结构如式1所示：
3、其中，q1选自cl-c8的含氮的卤代饱和烷烃基或不饱和烷烃基、c2-c6的饱和烷烃基、c2-c6的
4、在本专利技术的一个实施例中，所述q1选自-ch3、-ch2ch3、-ch2f、-cf3、-ch2ch2f、-ch2cf3、-ch＝ch2、-ch＝chch3、-ch＝chf或-ch＝chch2f；q2选自-f、-br、h、-ch3、-ch2ch3、-ch2f、-cf3、-ch2ch2f、-ch2cf3、-ch＝ch2、-ch＝chch3、-ch＝chf或-ch＝chch2f。
5、在本专利技术的一个实施例中，所述环状磷酸酯类电解液添加剂选自以下化合物中的一种或多种：
6、
7、在本专利技术的一个实施例中，所述环状磷酸酯类电解液多功能添加剂的制备方法，包括以下步骤：
8、本专利技术的第二个目的在于提供一种环状磷酸酯类电解液，包括所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，所述环状磷酸酯类电解液添加剂占环状磷酸酯类电解液总质量的1％～10％。
9、在本专利技术的一个实施例中，还包括锂盐、有机溶剂。
10、在本专利技术的一个实施例中，所述锂盐选自高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟草酸硼酸锂中的至少一种；所述锂盐的质量占电解液总质量的10％～20％。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的至少一种；所述有机溶剂的质量占电解液总质量的70％～80％。
12、本专利技术的第三个目的在于提供一种锂离子电池，包括所述环状磷酸酯类电解液。
13、在本专利技术的一个实施例中，还包括正极、负极和隔膜。
14、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
15、本专利技术的环状磷酸酯类电解液添加剂，因其较宽的电化学窗口、低氧化电位和高还原电位，使其兼具良好的正负极成膜性能。通过释放含磷自由基，捕获燃烧链式反应中的h自由基，阻断燃烧链式反应，而具有阻燃性能。更重要的是，发现该添加剂还同时具有优良的防过充性能。通过进一步研究发现，在电池过充情况下，结构式1中q1或q2基团被氧化形成单个或者多个具有协同作用的自由基离子，在正极或正极附近和隔膜表面发生偶合反应，生成聚合物。由于该聚合物的浓度、极片和电解液的有效接触面积都比较小，形成的聚合物在电极和隔膜表面进一步形成高聚合物。该高聚合物作为电极和隔膜表面的高电阻钝化层，增大了电池的内阻，减小电流，阻碍电荷转移，从而具有防过充性能，提高电池安全性。
16、本专利技术应用到锂离子电池中，在兼具成膜和阻燃性能的同时，更为重要的是，还具有优异的防过充性能。不仅可以在正负极形成稳定的钝化膜，提高电池库仑效率和循环稳定性，还可以在电池发热或者短路时通过阻断燃烧链反应达到阻燃效果。更为重要的是，可以在电池过充的情况下，在电池内部直接发生电聚合反应，阻断电荷转移，根本上解决耐过充问题，保证电池安全的情况下，简化电池制造工艺，降低电池成本。通过一种添加剂，同时改善电池多种电性能，还能双重保障电池安全性，降低生产成本，提高生产效率。本专利技术提出的电解液添加剂无疑是一种降本增效的创新型案例。
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1.一种环状磷酸酯类电解液添加剂，其特征在于，分子结构如式1所示：
2.根据权利要求1所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，其特征在于，所述Q1选自-CH3、-CH2CH3、-CH2F、-CF3、-CH2CH2F、-CH2CF3、-CH＝CH2、-CH＝CHCH3、-CH＝CHF或-CH＝CHCH2F；Q2选自-F、-Br、H、-CH3、-CH2CH3、-CH2F、-CF3、-CH2CH2F、-CH2CF3、-CH＝CH2、-CH＝CHCH3、-CH＝CHF或-CH＝CHCH2F。
3.根据权利要求1所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，其特征在于，所述环状磷酸酯类电解液添加剂选自以下化合物中的一种或多种：
4.一种环状磷酸酯类电解液，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，所述环状磷酸酯类电解液添加剂占环状磷酸酯类电解液总质量的1％～10％。
5.根据权利要求4所述的环状磷酸酯类电解液，其特征在于，还包括锂盐、有机溶剂。
6.根据权利要求5所述的环状磷酸酯类电解液，其特征在于，所述锂盐选自高氯酸锂、四
7.根据权利要求5所述的环状磷酸酯类电解液，其特征在于，所述锂盐的质量占电解液总质量的10％～20％。
8.根据权利要求6所述的环状磷酸酯类电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯中的至少一种；所述有机溶剂的质量占电解液总质量的70％～80％。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求4-8中任一项所述环状磷酸酯类电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，还包括正极、负极和隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种环状磷酸酯类电解液添加剂，其特征在于，分子结构如式1所示：
2.根据权利要求1所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，其特征在于，所述q1选自-ch3、-ch2ch3、-ch2f、-cf3、-ch2ch2f、-ch2cf3、-ch＝ch2、-ch＝chch3、-ch＝chf或-ch＝chch2f；q2选自-f、-br、h、-ch3、-ch2ch3、-ch2f、-cf3、-ch2ch2f、-ch2cf3、-ch＝ch2、-ch＝chch3、-ch＝chf或-ch＝chch2f。
3.根据权利要求1所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，其特征在于，所述环状磷酸酯类电解液添加剂选自以下化合物中的一种或多种：
4.一种环状磷酸酯类电解液，其特征在于，包括权利要求1-3中任一项所述的环状磷酸酯类电解液添加剂，所述环状磷酸酯类电解液添加剂占环状磷酸酯类电解液总质量的1％～10...
【专利技术属性】
技术研发人员：於洪将，陈继程，江柯成，于哲勋，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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