【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域，尤其涉及一种电解液添加剂及应用其的电解液、锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池因具备高能量密度、长循环寿命和自放电低等优势特征而被广泛运用于便携式电子设备、电动交通工具及储能等诸多领域。但随着锂离子电池技术的不断革新、应用场景的不断拓宽，人们对锂离子电池技术性能提出了更高的要求。在降本增效大背景下，开发能量密度高、服役寿命长且安全耐用的锂离子电池技术成为了电池行业发展亟需攻克的难点问题。
2、当前，开发高能量密度的锂离子电池主要途径有：选择高比容量正、负极材料；选择高放电平台正极材料；提高材料的充电截止电压以及配合优化正、负极配方与电池制造工艺等。其中，就电池正、负极材料比容量提升与电池制造工艺改进而言，降低电芯中非活性组分含量，提高镍组分含量等常规技术手段不仅耗时长、成本高，且其所能实现的电池能量密度提升已接近技术极限。与之相对应，提升电池服役电压同时开发体系适配的高压电解液因简便高效且低成本特征而成为有效途径。
3、然而，对于高压电池体系(＞4.3v)而言，长时间高电压服役过程不可避免造成锂离子从正极材料晶体结构中脱出，促使材料相变过程中发生晶格释氧，造成正极材料结构失稳甚至坍塌，降低体系放电中值电压。进一步地，释出晶格氧会加剧正极材料与电解液间反应，加剧产水产气，进而造成体系hf含量上升，酸度增高，过渡金属离子溶解、溶出加剧，大幅降低电池循环过程可逆容量，缩短电池服役寿命与可靠性，且以在高温条件下更为明显。因此，如何改善高温高压下电池的循环性能、安全稳定性能与寿命成为
技术实现思路
1、为了改善高温高压下电池的循环性能、安全稳定性能，并提高其使用寿命，本专利技术提供一种电解液添加剂及应用其的电解液、锂离子电池。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种电解液添加剂，该电解液添加剂满足通式(i)：
3、其中，通式(i)中的r1～r3中的至少一个满足通式(ii)：
4、通式(i)中的r4～r7、通式(ii)中的r8～r11各自或独立地选自氢、烯基、炔基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的苄基。
5、本专利技术所提供的电解液添加剂含不饱和官能团和离域双键可被氧化、还原，能够参与正、负极成膜，且成膜成分具有有机/无机n、b等成分，进而能够加强成膜界面的稳定性，保证在充放电过程中cei/sei几乎不发生溶解。此外，该电解液添加剂中所提供的含孤对电子杂原子(b、n、o等)、sp2杂化c直接成键所形成的平面共轭结构、苯并恶唑环2位取代的n-si结构，均可捕获h2o以及pf5、hf等腐蚀性酸。因此，该电解液添加剂能够抑制电池服役过程中电解液酸度增长，减弱酸性杂质对电极材料的侵蚀，保障高电压服役条件下cei/sei膜的稳定，进而有效提高三元高电压体系的高温循环与高温存储性能。
6、优选地，烷基被卤素取代；和/或，烷氧基被卤素取代；和/或，芳基被烷基、羟基、卤素中的至少一种取代；和/或，苄基被烷基、羟基、卤素中的至少一种取代。
7、优选地，制备电解液添加剂的步骤包括：将反应底物与第一反应物进行反应，得到中间产物；随后将中间产物与第二反应物进行反应，得到电解液添加剂；其中，反应底物的化学结构式如通式(ⅲ)所示：
8、通式(ⅲ)中的r12～r14各自或独立地选自氢、卤素；第一反应物的化学结构式如通式(ⅳ)所示：
9、第二反应物的化学结构式如通式所示
10、
11、本专利技术的第二个方面，提供一种电解液，该电解液包括如上述电解液添加剂。
12、优选地，在电解液中，电解液添加剂的质量含量为0.2～1.0％。其中，电解液添加剂的质量含量可以是0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％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。
13、优选地，电解液还包括碳酸酯类添加剂、锂盐添加剂和含硫添加剂。
14、优选地，碳酸酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)中的至少一种；和/或，锂盐添加剂包括双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、二氟磷酸锂(lipo2f2)、双草酸硼酸锂(libob)、二氟双草酸磷酸锂(liodfp)中的至少一种；和/或，含硫添加剂包括包括1,3-丙磺酸内酯(ps)、1-丙烯-1,3-磺酸内酯(pst)、硫酸乙烯酯(dtd)中的至少一种。
15、优选地，碳酸酯类添加剂在电解液中的质量含量为0.5～1.0％；和/或，锂盐添加剂在电解液中的质量含量为0.5～1.0％；和/或，含硫添加剂在电解液中的质量含量为0.5～1.0％。其中，碳酸酯类添加剂的质量含量可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等；锂盐添加剂的质量含量可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，含硫添加剂的质量含量可以是0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％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。
16、其中，当引入碳酸酯类添加剂、锂盐添加剂、含硫添加剂的含量过少时，促进形成致密sei膜的效果不明显；而对于碳酸酯类添加剂而言，添加量过多会导致阻抗偏大且导致高温产气；对于锂盐添加剂而言，添加量过多会带来产气及电性能下降；对于含硫添加剂而言，添加量过多会过度成膜，导致循环性能下降。
17、优选地，电解液还包括有机溶剂，有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的任意两种以上的组合。
18、优选地，在有机溶剂中，按照体积比计算，碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯的体积比为(20～40)：(5～20)：(0～20)：(0～20)：(30～50)。
19、本专利技术的第三个发面，提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括如上述电解液。
20、优选地，锂离子电池的正极活性物质为镍钴锰三元材料li(nixcoymnz)o2，其中，0.5≤x<0.9，0<y≤0.3，0<z≤0.3且x+y+z＝1。
21、优选地，锂离子电池的负极活性物质为石墨材料或硅碳材料。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂满足通式(I)：
2.如权利要求1所述电解液添加剂，其特征在于，
3.如权利要求1或2所述电解液添加剂，其特征在于，制备所述电解液添加剂的步骤包括：将反应底物与第一反应物进行反应，得到中间产物；随后将所述中间产物与第二反应物进行反应，得到所述电解液添加剂；
4.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括如权利要求1～3任一项所述电解液添加剂。
5.如权利要求4所述电解液，其特征在于，在所述电解液中，所述电解液添加剂的质量含量为0.2～1.0％。
6.如权利要求5所述电解液，其特征在于，所述电解液还包括碳酸酯类添加剂、锂盐添加剂和含硫添加剂。
7.如权利要求6所述电解液，其特征在于，所述碳酸酯类添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种；
8.如权利要求7所述电解液，其特征在于，
9.如权利要求4～8任一项所述电解液，其特征在于，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的任意两种以上的
10.如权利要求9所述电解液，其特征在于，在所述有机溶剂中，按照体积比计算，所述碳酸乙烯酯、所述碳酸丙烯酯、所述碳酸二甲酯、所述碳酸二乙酯、所述碳酸甲乙酯的体积比为(20～40)：(5～20)：(0～20)：(0～20)：(30～50)。
11.一种锂离子电池，所述锂离子电池包括如权利要求4～10任一项所述电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂满足通式(i)：
2.如权利要求1所述电解液添加剂，其特征在于，
3.如权利要求1或2所述电解液添加剂，其特征在于，制备所述电解液添加剂的步骤包括：将反应底物与第一反应物进行反应，得到中间产物；随后将所述中间产物与第二反应物进行反应，得到所述电解液添加剂；
4.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括如权利要求1～3任一项所述电解液添加剂。
5.如权利要求4所述电解液，其特征在于，在所述电解液中，所述电解液添加剂的质量含量为0.2～1.0％。
6.如权利要求5所述电解液，其特征在于，所述电解液还包括碳酸酯类添加剂、锂盐添加剂和含硫添加剂。
7.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐漂萍，
申请(专利权)人：惠州亿纬动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：
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