【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解液材料，具体涉及一种非水电解液和锂离子电池。
技术介绍
1、随着近几年科学技术的不断发展，新能源车所用的锂离子动力电池对电池的综合性能提出了更高的要求。为了满足电动汽车长续航里程、宽温度范围环境的需求，需要开发一种具有更高能量密度、更优异高温循环性能以及存储性能的锂离子二次电池，以此实现车用动力电池能够达到10年以上寿命的目的。
2、然而，高能量密度的锂离子二次电池通常使用镍含量较高的过渡金属氧化物(例如镍钴锰酸锂材料)正极材料，上述正极材料的工作电压较高，通常为4.2～4.4v，故其在高温和高压下容易发生界面劣化、颗粒破碎以及电解液氧化等问题，导致电池在高温下的循环寿命迅速衰减，因此有必要开发在高温下能够稳定成膜的电解液添加剂材料，同时为了提升电池的安全性能，电解液添加剂还应具备一定的防过充能力。
3、近年来，从提高电池的充放电能力和可循环性、存储耐久性以及过充安全性等性能的角度出发，现有技术公开了诸多电解液添加剂在锂二次电池中的实际应用研究，但在应用过程中仍存在一些问题，故需要开发一种能够兼备良好的高温循环性能、存储性能和安全性能的电解液。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种非水电解液和锂离子电池。本专利技术提供的非水电解液不仅能够解决现有技术中存在的锂离子电池在高温条件下循环和存储时寿命衰减的技术问题，并且还能够兼备良好的防过充能力，以此保护电芯。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以
3、第一方面，本专利技术提供一种非水电解液，所述非水电解液包括锂盐、添加剂和溶剂，所述添加剂包括具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物：
4、
5、其中，r1选自氢、卤素、取代或未取代的c1～c4的烷基、取代或未取代的c2～c3的烯基或取代或未取代的c2～c3的炔基中的至少一种。
6、本专利技术中具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物，其结构中含有两种不同的功能基团，一方面，三甲基硅基基团具有吸收电解液中残留水分和氢氟酸的作用，减少了正极金属原子的溶出以及电池的自放电，进而提升了电池的循环和存储性能。另一方面，邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物中的苯基基团在被氧化聚合时形成的粘稠物质能够阻塞隔膜，造成电池断电从而起到保护作用，防止电池进一步过充，并产生安全隐患。
7、综上可知，本专利技术提供的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物添加剂不仅能够钝化正极界面，形成稳定sei保护膜，减少了电池自放电，同时具备良好的防过充保护电池的能力，以此提高电池的高温存储性能、循环性能以及安全性能。
8、在本专利技术中，取代或未取代的c1～c4的烷基指的是主链的碳原子数为1～4的烷基，例如可以为1、2、3、4。
9、在本专利技术中，取代或未取代的c2～c3的烯基指的是主链的碳原子数为2～3的烯基，例如可以为2、3。
10、在本专利技术中，取代或未取代的c2～c3的炔基指的是主链的碳原子数为2～3的炔基，例如可以为2、3。
11、在本专利技术中，本专利技术还提供了具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物的制备方法，其包括以下步骤：
12、
13、具体为在一个与汞封式鼓泡装置连通(尾管通入通风橱中)的500ml干燥烧瓶中，在氮气存在下加入硼烷和四氢呋喃溶液。在0℃充分搅拌下，在30min内滴加含取代基r1的儿茶酚(又称邻苯二酚)的50ml四氢呋喃的溶液。在25℃继继搅拌30min后，蒸馏得到产物中间体含取代基r1的儿茶酚硼烷；
14、将含取代基r1的儿茶酚硼烷与c14h23opsi、甲醇溶剂进行混合，加热反应之后用旋转蒸发仪将溶剂甲醇蒸发，即可得到具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物。
15、优选地，所述添加剂包括具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物：
16、
17、其中，r1选自氢、氟原子或异丁基。
18、优选地，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物的质量百分含量为0.01～5％，优选为0.1～2％，例如可以为0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、3％、4％、5％等。
19、优选地，所述添加剂还可以包括高温添加剂和成膜添加剂。
20、优选地，所述高温添加剂包括含有不饱和键的环状碳酸酯化合物、卤素取代的环状碳酸酯化合物、硫酸酯化合物、亚硫酸酯化合物、磺酸内酯化合物、腈类化合物、芳香族化合物、异氰酸酯化合物、磷腈化合物、环状酸酐化合物、亚磷酸酯化合物、磷酸酯化合物或硼酸酯化合物中的任意一种或至少两种的组合。
21、优选地，所述含有不饱和键的环状碳酸酯化合物包括碳酸亚乙烯酯和/或乙烯基碳酸亚乙酯。
22、优选地，所述卤素取代的环状碳酸酯化合物包括氟代碳酸乙烯酯。
23、优选地，所述硫酸酯化合物包括硫酸乙烯酯。
24、优选地，所述亚硫酸酯化合物包括亚硫酸乙烯酯。
25、优选地，所述磺酸内酯化合物包括1,3-丙磺酸内酯。
26、优选地，所述腈类化合物包括丁二腈和/或己二腈。
27、优选地，所述芳香族化合物包括联苯和/或环己基苯。
28、优选地，所述异氰酸酯化合物包括1,4-丁二异氰酸酯。
29、优选地，所述磷腈化合物包括乙氧基五氟环三磷腈。
30、优选地，所述环状酸酐化合物包括丁二酸酐和/或马来酸酐。
31、优选地，所述亚磷酸酯化合物包括三(三甲基硅基)亚磷酸酯。
32、优选地，所述磷酸酯化合物包括三(三甲基硅基)磷酸酯。
33、优选地，所述硼酸酯化合物包括三(三甲基硅基)硼酸酯。
34、优选地，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述高温添加剂的质量百分含量为0.01～2％，优选为0.1％～1.5％，例如可以为0.01％、0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％等。
35、优选地，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和/或硫酸乙烯酯。
36、优选地，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量为0～2％，优选为0.2～0.8％，例如可以为0％、0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％等。
37、优选地，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述硫酸乙烯酯的质量百分含量为0～2％，优选为0.5～1.5％，例如可以为0％、0.02％、0.05％、0.08％、0.1％、0.2％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1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，所述非水电解液包括锂盐、添加剂和溶剂，所述添加剂包括具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物：
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂包括具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物：
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物的质量百分含量为0.01～5％，优选为0.1～2％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂还可以包括高温添加剂和成膜添加剂；
5.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和/或硫酸乙烯酯；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐包括主盐和辅盐；
7.根据权利要求1-6中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述溶剂包括环状碳酸酯和链状酯类化合物；
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片、负极
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的材料包括锂的过渡金属氧化物和/或锂的过渡金属磷酸化合物；
10.根据权利要求8或9所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极极片的材料包括碳质材料、合金类材料或锂金属氧化物材料中的任意一种或至少两种的组合；
...【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括锂盐、添加剂和溶剂，所述添加剂包括具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物：
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂包括具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物：
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述具有式1所示结构的邻亚苯基三甲基硅氧硼酸酯类化合物的质量百分含量为0.01～5％，优选为0.1～2％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂还可以包括高温添加剂和成膜添加剂；
5.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宇昌，秦炳胜，盛杰，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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