【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池，具体涉及电解液添加剂、电解液及锂电池。
技术介绍
1、目前，为满足市场对锂电池高能量密度的需求，锂电池一直向着高镍、高电压的方向发展。高镍三元正极材料因其在充电截止电压达到4.5v(vs.li/li+)时，更能够发挥出高比容量而逐渐成为了热点材料。但在高镍及高电压的环境下，现有的锂电池用电解液易发生氧化分解反应，导致电解液快速消耗、电池内部阻抗急剧增加、电池膨胀等不良后果，严重缩短电池的使用寿命、损害电池的安全性能。
2、采用抗氧化性更强的电解液溶剂有助于解决上述问题，但会损失电解液的离子电导率或导致电解液粘度过大，影响电池性能的发挥；若在常规电解液中直接引入氟代酯类高电压添加剂可提高电解液的抗氧化电位，在一定程度上改善电池胀气、性能衰减问题，但上述添加剂难以在正极表面生成稳固的界面膜，对电池在高电压环境下的循环性能改善有限。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提供了电解液添加剂，该电解液添加剂可快速地在电池正、负极表面均生成稳固的低阻抗界面膜，该添加剂可用于提升电池在高电压和高温条件下的循环稳定性，提高电池的安全性能，延长电池的使用寿命。此外，该电解液添加剂与常用电解液体系中的其他物质的兼容性好，有利于电池性能的正常发挥。
2、本申请第一方面提供了电解液添加剂，包括如式(i)和/或如式(ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：
3、
4、其中，r1、r1'各自独立地包括氢原子、醚氧原子、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷基、或者
5、在电池化成的过程中，上述电解液添加剂可快速地在负极极片和正极极片表面分别生成稳固的固体界面(solid electrolyte interface，sei)膜、正极电解液界面(cathode-electrolyte interface，cei)膜，从而可有效缓解电解液的消耗，抑制正极极片中金属离子的溶出，进而可显著提升电池的耐高电压特性以及循环性能(特别是高温、高电压条件下的循环性能)，延长电池的使用寿命、提升电池的安全性能。
6、本申请第二方面提供了电解液，包括锂盐、有机溶剂，还包括本申请第一方面提供的电解液添加剂。
7、该电解液特别适用于高镍三元材料电池、高电压(大于或等于4.5v vs.li/li+)环境下应用的电池。该电解液中的电解液添加剂可优先于电解液中的其他物质快速地在正、负极表面分别生成稳固的低阻抗cei膜、sei膜，阻碍电极与电解液之间的副反应，提升电池的耐高电压特性、高温高电压条件下的循环性能以及安全性能；同时上述电解液添加剂还可在电化学还原反应中生成离子电导率较高的物质(例如，li2o、li3n等)，进一步降低上述界面膜的阻抗，有利于电池的倍率性能。
8、本申请第三方面提供了锂电池，包括本申请第二方面提供的电解液。上述锂电池具有较好的耐高电压特性，且具有较好的循环特性(常温、高温循环特性)，及较长的循环使用寿命。
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1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括如式(I)和/或如式(Ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：
2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述R1、R1'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的氨基的碳原子数各自独立地为0-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30；所述R2、R3、R4、R5、R2'、R3'、R4'、R5'、R6'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的烯基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的炔基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的环烷基的碳原子数各自独立地为3-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电解液添加剂，其特征在于，所述R1、R1'中，所述取代的烷基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、芳基、巯基、氨基、羟基、酯基、酰基、烷氧基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基和氰基中的至少一种；所述R2、R3、R4、R5、R2'、R3'、R4'、R5'、R6'中，所
4.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂，还包括如权利要求1-3任一项所述的电解液添加剂。
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述电解液添加剂在所述电解液中的质量百分数为0.1-10％。
6.根据权利要求4-5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括成膜添加剂；所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯和硫酸乙烯酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述成膜添加剂在所述电解液中的质量百分数为0.1％-10％。
8.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述成膜添加剂与所述电解液添加剂的质量百分比为1：(0.1-3)。
9.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯，所述线性碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和甲基乙基碳酸酯中的至少一种；其中，所述环状碳酸酯的质量是所述线性碳酸酯的质量的1-2.5倍。
10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池容置有如权利要求4-9任一项所述的电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括如式(i)和/或如式(ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：
2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述r1、r1'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的氨基的碳原子数各自独立地为0-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30；所述r2、r3、r4、r5、r2'、r3'、r4'、r5'、r6'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的烯基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的炔基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的环烷基的碳原子数各自独立地为3-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电解液添加剂，其特征在于，所述r1、r1'中，所述取代的烷基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、芳基、巯基、氨基、羟基、酯基、酰基、烷氧基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基和氰基中的至少一种；所述r2、r3、r4、r5、r2'、r3'、r4'、r5'、r6'中，所述取代的烷基、所述取代的烯基、所述取代的炔基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、芳基、巯基、氨基、羟基、酯基、酰基、烷氧基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基和氰基中的至少一种；所述r1、r1'中，所述取代的芳基中的取代基各自独立地包括取代或未取代的烷基、卤素原子、巯基、羟基和氰基中的至...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘行，王圣，王乐，任建新，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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