【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源器械，尤其涉及非水电解液及其锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池具有高能量密度、无记忆效应、长循环寿命的特点，已经应用于3c数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域。目前，市场对锂离子电池的高温性能提出了更高的要求，除了正负极材料要满足适应性外，电解液也要适应高温下锂离子电池的工况。
2、当今电解液一般通过添加碳酸亚乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)等添加剂来改善锂离子电池的高温存储、高温循环性能，这些添加剂在电池充放电的过程中，会在电极表面形成一层固体电解质界面膜(sei)，但是在锂电池充放电循环过程中，尤其是高温循环过程中出现性能下降甚至跳水，原因是循环过程中正极过渡金属晶体结构发生变化、过渡金属出现溶出并发生串扰反应破环电极表面，以及六氟磷酸锂产生的氢氟酸对sei结构的破坏，上述添加剂尚不能很好地解决。
3、因此，亟待开发一种能够改善锂离子电池固体电解质界面膜致密性和稳定性的电解液，以提升锂离子电池的高温存储和高温循环性能。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了非水电解液及其锂离子电池。此非水电解液可形成具有较佳致密性和稳定性的固体电解质界面膜，能够抑制锂离子电池于高温存储的产气膨胀，从而提高电池的高温循环及高温存储性能。
2、为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括如结构式1所示的化合物a。其中，r1选自c1～c6的取代或未取代的烃
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4、本专利技术采用的技术方案中，如结构式1所示的化合物a中含有缺电子的环内羰基，容易在负极得到电子被还原，并发生聚合以形成致密的固体电解质界面膜。其次，氮原子与中心原子的化学键易断开，生成的丁二酰亚胺基团可以捕获电解液中的氢离子，减少电解液中的游离酸，以抑制电池中hf和水分含量的增加，从而抑制对界面膜的影响及改善高温性能。另外，磺酰基团在充电过程中可以接受正极的电子，使得其能够在正极表面生成致密稳定的固体电解质界面膜，以保护电极，减少电解液的消耗，有效降低锂离子电池在高温存储中气体的产生。而且，碳酸酯基团有利于化合物a在溶剂体系(尤其是碳酸酯体系)中的溶解，以提升化合物a的聚合能力，有助于形成致密且稳定的固体电解质界面膜。即，本专利技术的电解液中含有化合物a，其含有磺酰基团、碳酸酯基团、丁二酰亚胺等多个基团，可于正、负极表面发生聚合，能于正、负极形成稳定、致密的固体电解质界面膜，因而可大大改善锂离子电池的高温循环及高温存储性能。
5、较佳的，r1选自c1～c6的取代或未取代的烃基，烃基可为烷基、烯基或炔基，其可为直链也可为支链。优选的，r1选自c1～c4的取代或未取代的烷基、c2～c4的取代或未取代的烯基、c2～c4的取代或未取代的炔基。作为示例地，r1可以但不限于为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、2-己基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、乙炔基、炔丙基、丙炔基。或者，r1为c1～c4的胺基取代的烷基，如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、正丙胺、正丁胺。或者，r1为c1～c4的卤素取代的烷基，如一氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、一氟乙基、二氟乙基、三氟乙基、一氟丙基、二氟丙基、三氟丙基、四氟丙基、五氟丙基、六氟丙基、一氟丁基、二氟丁基、三氟丁基、四氟丁基、五氟丁基、六氟丁基。或者，r1选自胺基，可以但不限于为伯胺、仲胺、叔胺、季胺。或者，r1选自含丁二酰亚胺的基团，即基团仅为丁二酰亚胺或丁二酰亚胺与其他基团组合而成的基团。或者，r1选自取代或未取代的芳基，，包括但不限于烷基苯、硝基苯。
6、较佳的，以所述电解质盐、所述非水有机溶剂和所述添加剂的质量之和为100％计，所述化合物a的质量占比为0.05～5.00％。优选为0.1～4.0％，或更优选为0.1～3.0％。作为示例，可以但不限于为0.05％、0.50％、1.00％、2.00％、3.00％、4.00％、5.00％。
7、较佳的，所述化合物a选自化合物1至化合物4中的至少一个。
8、
9、cas:57903-15-8cas:918822-70-5cas:122865-54-7cas:57683-72-4
10、较佳的，以所述电解质盐、所述非水有机溶剂和所述添加剂的质量之和为100％计，所述电解质盐的质量占比为5～20％。进一步的，电解质盐的质量占比为8～15％，或占比为10～15％。作为示例，可以但不限于为5％、7％、9％、11％、13％、15％、17％、19％、20％。电解质盐选自六氟磷酸锂(lipf6)、高氯酸锂(liclo4)、四氟硼酸锂(libf4)、三氟甲基磺酸锂(cf3so3li)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(c2f6lino4s2)、双草酸硼酸锂(libob)、二氟磷酸锂(lipo2f2)、二氟草酸硼酸锂(liodfb)、二氟二草酸磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂(lifsi))中的至少一种。作为示例地，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)或双草酸硼酸锂(libob)。在一个优选的实施例中，锂盐为两种以上化合物的混合物，比如，锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)和双草酸硼酸锂(libob)的混合物，或锂盐为六氟磷酸锂(lipf6)和三氟甲基磺酸锂(cf3so3li)的混合物，可以获得更佳优异的高温循环性能。
11、较佳的，以所述电解质盐、所述非水有机溶剂和所述添加剂的质量之和为100％计，所述非水有机溶剂的质量占比为65～90％。进一步的，非水有机溶剂的质量占比为70～88％，或占比为80～88％。作为示例，非水有机溶剂的质量占比可以但不限于为65％、70％、75％、80％、85％、90％。非水有机溶剂为链状碳酸酯、环状碳酸酯和羧酸酯中的至少一种。进一步地，非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸丙烯酯(pc)、乙酸丁酯(n-ba)、γ-丁内酯(γ-bt)、丙酸丙酯(n-pp)、丙酸乙酯(ep)和丁酸乙酯(eb)中的至少一种。
12、本专利技术第二方面提供了一种锂离子电池，包括正极材料、负极材料、隔离膜和锂离子电解液，锂离子电解液为前述的电解液。
13、较佳的，正极材料包括钴酸锂系材料、镍钴锰酸锂系材料和镍钴铝酸锂系材料中的至少一种。其中，钴酸锂系材料的化学式为lico1-am`ao2。m`选自mg、cu、zn、al、sn、b、ga、cr、sr、v和ti中的至少一种，0≤a≤0.2。镍钴锰酸锂系材料的化学式为linixcoymnzm(1-x-y-z)o2，镍钴铝氧化物的化学式为linixcoyalzn(1-x-y-z)o2，其中m、n各自独立地选自mg、cu、zn、al、sn、b、ga、cr、sr、v和ti中的至少一种，0<x<1，0<y<1，0<z<1，x+本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括如结构式1所示的化合物A，
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，R1选自C1～C4的取代或未取代的烷基、C2～C4的取代或未取代的烯基、C2～C4的取代或未取代的炔基、伯胺、仲胺、叔胺、季胺、含丁二酰亚胺的基团、硝基取代或未取代的芳基。
3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，以所述电解质盐、所述非水有机溶剂和所述添加剂的质量之和为100％计，所述化合物A的质量占比为0.05～5.00％。
4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述化合物A选自化合物1至化合物4中的至少一个，
5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述电解质盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。
6.如权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，以所述电解质盐、所述非水有机溶剂和所述添加剂的质量之和为100％计，
7.如权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、乙酸丁酯、γ-丁内酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和丁酸乙酯中的至少一种。
8.一种锂离子电池，包括正极材料、负极材料和锂离子电解液，其特征在于，所述锂离子电解液为权利要求中1～7中任意一项所述的非水电解液。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料包括钴酸锂系材料、镍钴锰酸锂系材料和镍钴铝酸锂系材料中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料还包括正极添加剂，所述正极添加剂包括锂镧锆氧。
...【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括如结构式1所示的化合物a，
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，r1选自c1～c4的取代或未取代的烷基、c2～c4的取代或未取代的烯基、c2～c4的取代或未取代的炔基、伯胺、仲胺、叔胺、季胺、含丁二酰亚胺的基团、硝基取代或未取代的芳基。
3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，以所述电解质盐、所述非水有机溶剂和所述添加剂的质量之和为100％计，所述化合物a的质量占比为0.05～5.00％。
4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述化合物a选自化合物1至化合物4中的至少一个，
5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述电解质盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆湘文，王霹霹，毛冲，张彩霞，高中琴，戴晓兵，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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