System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电解液和锂离子电池制造技术_技高网

电解液和锂离子电池制造技术

技术编号:40468946 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-22 23:24
本申请涉及电池技术领域,具体涉及电解液和锂离子电池。该电解液包括有添加剂A,添加剂A是一种酰胺类化合物,可以在负极表面聚合,形成较为稳定的保护膜,能够有效抑制负极膨胀而导致的SEI膜的破损,显著提升了电池的高温存储以及高温循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,具体涉及电解液和锂离子电池


技术介绍

1、锂离子电池因具备比能量密度较大、循环寿命长等优点,被广泛应用于各类电子产品中,近年来还被大量用于电动车辆和各种电动工具、储能装置中。随着锂离子电池应用范围的扩大,电池的尺寸也随之越来越大,电池的安全性能变得尤为重要。

2、随着人们生活水平的提高和对更美好生活的向往,对电池能量密度也提出了更高的要求。为了提升电池的能量密度,进一步提升锂离子电池正极材料的电压是一个常用的路径。硅基材料由于其4200mah g-1的高比容量和较低嵌锂电位被重点研究,有望成为高比能锂离子电池负极材料,但是硅基负极在充放电过程中体积会发生巨大的变化,这严重影响了其性能发挥,阻碍了其商业化的应用。而且在现有的电解液环境下,硅由于表面颗粒容易破裂以及体积膨胀率较大,容易导致电解液在表面的副反应较多,最终造成电池容量严重衰减的问题。

3、目前,一般会在负极材料表面使用氧化物涂层进行修饰,或者制备不同形态和结构的负极材料,但过程工艺复杂,成本高,保护效果差。因此,需要从其它方面解决上述问题,例如改进电解液配方等方面。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提供了电解液和包括该电解液的锂离子电池。在电解液配方中起到关键性作用的是添加剂,不同的添加剂功效不同,对于上述的高能量密度下负极材料循环过程中体积的变化,可以通过使用一些成膜效果较好的添加剂来构建稳定的sei膜,进而提升电池的高温循环稳定性以及安全性能。

2、本专利技术提供一种电解液,该电解液中的添加剂a由于n原子受到供电子基团r1、r2的影响,会出现正向的诱导效应,氮原子的电子云密度增加,碱性增强,能够有效去除电解液中由lipf6降解产生的含量较高的hf,减缓了hf对界面膜的破坏,此外还可以优先被溶剂还原,并且添加剂a能够在负极表面发生聚合形成稳定的保护膜,从而有效抑制循环过程中因为负极膨胀而导致的sei膜的破损,减少电解液在极片表面的副反应,进而显著提升电池的高温循环性能。

3、为了实现上述专利技术目的,具体地本专利技术提供以下技术方案:

4、本专利技术提供了一种电解液,该电解液包括添加剂a,添加剂a包括式(1)所示化合物中的至少一种:

5、

6、其中,r1、r2各自独立地选自氢原子、卤素原子、被卤素取代或未被取代的下述任一基团中的一种:c1-c20的烷烃基、c1-c20的不饱和烯烃基、c3-c20的环烷基、苯基、联苯基、c6-c26的苯烷基、c6-c26的稠环芳烃基;

7、r1、r2不连接,或者连接形成环结构;

8、n为1、2、3或4。

9、在本专利技术实施方式中,c1-c20的烷烃基例如为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、c20等烷基,进一步优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基等。

10、在本专利技术实施方式中,c1-c20的不饱和烯烃基例如为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、c20等烯基,进一步优选乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基等。

11、在本专利技术实施方式中,c3-c20的环烷基例如为c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、c20等环烷基,进一步优选环丙基、环戊基、环己基等。

12、在本专利技术实施方式中,c6-c26的苯烷基例如为c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、c20、c21、c22、c23、c24、c25、c26等苯烷基,进一步优选甲苯基、乙基苯、异丙基苯等。

13、在本专利技术实施方式中,c6-c26的稠环芳烃基例如为c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15、c16、c17、c18、c19、c20、c21、c22、c23、c24、c25、c26等稠环芳烃基,进一步优选萘基。

14、r1、r2连接形成环结构时,r1、r2优选甲基。

15、在本专利技术具体实施方式中,被卤素取代为被氟(f)取代。被其它卤素种类取代,如被氯(cl)、溴(br)、碘(i)等取代后,与被氟(f)取代具有相近的技术效果。

16、在本专利技术具体实施方式中,所述r1和r2选自相同的基团。当r1和r2选自相同的基团时,添加剂a出现的正向诱导效应更强,氮原子的电子云密度增加显著,因此,添加剂a的碱性也得到增强,进一步去除了电解液中由lipf6降解产生的含量较高的hf,减缓了hf对界面膜的破坏。同时r1和r2形成环结构后会更加稳定,更高电压体系下,不易被氧化。

17、在本专利技术具体实施方式中,所述式(1)的分子结构呈轴对称或中心对称时,添加剂a出现的正向诱导效应进一步加强,氮原子的电子云密度增加显著,因此,添加剂a的碱性也得到增强,进一步去除了电解液中由lipf6降解产生的含量较高的hf,减缓了hf对界面膜的破坏。同时r1和r2形成环结构后会更加稳定,更高电压体系下,不易被氧化。

18、在本专利技术具体实施方式中,添加剂a包括式(1-1)~式(1-9)所示化合物中的至少一种:

19、

20、作为优选,添加剂a占电解液总质量的0.1wt%~5wt%,例如为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%、2wt%、2.1wt%、2.2wt%、2.3wt%、2.4wt%、2.5wt%、2.6wt%、2.7wt%、2.8wt%、2.9wt%、3wt%、3.1wt%、3.2wt%、3.3wt%、3.4wt%、3.5wt%、3.6wt%、3.7wt%、3.8wt%、3.9wt%、4wt%、4.1wt%、4.2wt%、4.3wt%、4.4wt%、4.5wt%、4.6wt%、4.7wt%、4.8wt%、4.9wt%或5wt%,或者为前述任意两两数值组成的范围值或其范围值内的任一点值。

21、优选地,添加剂a占电解液总质量的0.1wt%~3wt%。更优选0.1wt%~1wt%。

22、作为优选,电解液还包括添加剂b,添加剂b包括式(2)、式(3)所示化合物中的一种或两种:

23、

24、其中,m为不为0的自然数。

25、在本专利技术具体实施方式中,添加剂b包括如下化合物中的至少一种:

26、

27、

28、作为优选,添加剂b占电解液总质量的0.5wt%~5wt%,例如为0.5wt本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解液,其特征在于,所述电解液包括添加剂A,所述添加剂A包括式(1)所示化合物中的至少一种:

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述R1和R2选自相同的基团;

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂A包括式(1-1)~式(1-9)所示化合物中的至少一种:

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂A占电解液总质量的0.1wt%~5wt%;

5.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述电解液还包括添加剂B,所述添加剂B包括式(2)、式(3)所示化合物中的一种或两种:

6.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述添加剂B包括如下化合物中的至少一种:

7.根据权利要求5所述的电解液,其特征在于,所述添加剂B占电解液总质量的0.5wt%~5wt%;

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电解液,其特征在于,所述电解液还包括添加剂C,所述添加剂C包括环状腈类添加剂、锂盐型添加剂中的至少一种;

9.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述电解液还包括有机溶剂和电解质盐;

10.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括正极片、负极片、隔离膜和权利要求1-9中任一项所述的电解液。

11.根据权利要求10所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的负极片还包括底涂层、负极集流体和负极活性物质层,所述底涂层设置于所述负极集流体与所述负极活性物质层之间;所述底涂层包括高分子聚合物、导电剂和粘结剂;

12.根据权利要求10或11所述的锂离子电池,其特征在于,所述负极片的面密度为0.005~0.05g/cm2;

...

【技术特征摘要】

1.一种电解液,其特征在于,所述电解液包括添加剂a,所述添加剂a包括式(1)所示化合物中的至少一种:

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述r1和r2选自相同的基团;

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂a包括式(1-1)~式(1-9)所示化合物中的至少一种:

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述添加剂a占电解液总质量的0.1wt%~5wt%;

5.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述电解液还包括添加剂b,所述添加剂b包括式(2)、式(3)所示化合物中的一种或两种:

6.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述添加剂b包括如下化合物中的至少一种:

7.根据权利要求5所述的电解液,其特征在于,所述添加剂b占电解液总质量的0...

【专利技术属性】
技术研发人员:于智力王海李素丽陈晓凤曹启雄
申请(专利权)人:珠海冠宇电池股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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