【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，具体涉及一种非水电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、随着便携式电子设备和电动汽车的迅猛发展，对高效能电源的需求急剧增长，锂离子电池因具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命、无记忆效应等优点，成为目前发展最为迅速的储能器件；目前商业上能够实现大规模应用的锂离子电池负极材料是石墨，其实际比容量的发挥已接近理论值(372mah·g-1)，有限的容量已无法满足市场对高比容量锂离子电池的需求，因此，寻求具有更高理论比容量、循环寿命长、安全稳定性高以及生产成本低的锂离子电池负极材料迫在眉睫。
2、在众多石墨的替代负极材料中，硅被认为是最有发展前景的负极材料之一，其独特的优点包括：(1)理论比容量高，si完全锂化至li4.4si时理论比容量可达到4200mah·g-1(约为石墨的10倍)；(2)工作电压合适(约0.2～0.3v vs.li/li+)，可直接与商用正极材料(如licoo2、镍钴锰三元材料等)匹配制作全电池；(3)天然资源丰富、价格低廉及环保等。尽管硅负极有以上众多优点，但是也同样存在一些问题限制了其商业化应用，硅基负极的储锂机制为合金化反应机制，锂化过程中硅材料会发生严重的体积膨胀。在电池工作过程中，反复的体积变化会导致电极材料的结构崩溃、固体电解质界面(solid electrolyteinterphase，sei)的反复形成，造成活性li+的不可逆损耗和容量的快速衰减，从而使得硅基锂离子电池的首次库仑效率和循环寿命的降低。
3、为了解决以上问题，通常在电极表面提前成膜，形成功能性
4、目前商业化应用最广泛的电解液体系为lipf6为锂盐和混合碳酸酯类为溶剂的电解液体系，为保证硅基负极材料有良好的循环性能，电解液体系中必须有足量甚至是过量的氟代碳酸乙烯酯，但在温度高于45℃的工作条件下，fec与lipf6会发生协同作用，lipf6分解产生的pf5、hf等副产物，加剧fec分解，而fec分解产生的hf等副产物会导致lipf6分解加剧，久而久之，锂盐主要为lipf6且溶剂中fec含量较高的电解液体系热稳定性较差，长时间高温下分解产生较多hf，电解液酸度上升，电芯性能下降，另外，在高于45℃的温度条件下时，电池容量衰减速度加快，且存在燃烧或爆炸电池爆炸的风险，安全隐患大，这限制了锂离子电池的应用场景。
技术实现思路
1、针对现有技术中硅基负极锂离子电池中的含氟添加剂高温环境中，造成电解液稳定性下降和高温存储体积膨胀的问题，提供一种非水电解液及锂离子电池。
2、本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
3、一方面，本专利技术提供一种非水电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸酯类添加剂、化合物a和化合物b，所述化合物a结构如下所示：
4、
5、所述化合物b的结构如下所示：
6、
7、其中，取代基r1、r2各自独立地选自碳原子数为1～7的烷基。
8、可选的，所述氟代碳酸酯类添加剂选自氟代碳酸乙烯酯。
9、可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述氟代碳酸酯类添加剂的质量百分含量为2％～15％。
10、可选的，所述化合物b选自如下化合物中的一种或多种：
11、
12、可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物a的质量百分含量为0.01％～3％；以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物b的质量百分含量为0.01％～3％。
13、可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物a的质量百分含量为0.05％～3％；以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物b的质量百分含量为0.05％～3％。
14、可选的，所述添加剂还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂包括己二腈、1,3,6-己烷三腈、硫酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、双氟磺酰亚胺锂和碳酸亚乙烯酯中的一种或多种。
15、可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的质量百分含量为1％～5％。
16、另一方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜以及如权利要求所述的非水电解液，所述隔膜置于所述正极片和所述负极片之间。
17、可选的，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基材料。
18、本申请提供的非水电解液中包括化合物a、化合物b以及氟代碳酸酯类添加剂，所述化合物a为芳香族化合物，与氟代碳酸酯类添加剂的f自由基和质子氢会发生芳环上的自由基取代反应，进而消除锂离子电池内的自由基，在锂离子电池内加入化合物a可有效抑制电解液化学降解，提升锂离子电池在高温下的循环性能和存储性能；所述化合物b是一种甲基苯酚类化合物，其分子中的oh基团可以与单线态氧o2、r自由基发生反应，产生具有中等程度的共轭离域自由基中间体，即生成较为稳定的苯氧自由基来终止反应，即所述化合物b也起到消除自由基和抑制电解液化学降解的作用；所述化合物a和化合物b同时添加，可发挥协同作用，捕获电池高温循环和高温存储过程中不同的自由基、质子氢和单线态氧o2，可有效提升电解液高温稳定性，提升锂离子电池高温循环和存储性能，进而改善添加有氟代碳酸酯类添加剂的硅基负极锂离子电池高温存储体积膨胀的问题，提高锂离子电池综合性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种非水电解液，其特征在于，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸酯类添加剂、化合物A和化合物B，所述化合物A结构如下所示：
2.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，所述氟代碳酸酯类添加剂选自氟代碳酸乙烯酯。
3.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述氟代碳酸酯类添加剂的质量百分含量为2％～15％。
4.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，所述化合物B包括以下化合物中的一种或多种：
5.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物A的质量百分含量为0.01％～3％；以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物B的质量百分含量为0.01％～3％。
6.根据权利要求5所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物A的质量百分含量为0.05～3％；以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物B的质量百分含量为0.05～3％。
7.
8.根据权利要求7所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述辅助添加剂的质量百分含量为1％～5％。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜以及如权利要求1～8任意一项所述的非水电解液，所述隔膜置于所述正极片和所述负极片之间。
10.根据权利要求9所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述负极片包括负极活性材料，所述负极活性材料选自包括硅基材料。
...【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，其特征在于，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸酯类添加剂、化合物a和化合物b，所述化合物a结构如下所示：
2.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，所述氟代碳酸酯类添加剂选自氟代碳酸乙烯酯。
3.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述氟代碳酸酯类添加剂的质量百分含量为2％～15％。
4.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，所述化合物b包括以下化合物中的一种或多种：
5.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物a的质量百分含量为0.01％～3％；以所述非水电解液的总质量为100％计，所述化合物b的质量百分含量为0.01％～3％。
6.根据权利要求5所述的一种非水电解液，其特征在于，以...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈德都，梁达，张斌，郭夕锋，刘舜，
申请(专利权)人：江苏固芯能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。