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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池,尤其涉及一种电解液添加剂、电解液、制备方法与锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池因其具有高能量密度、高工作电位和环境友好等优势,被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域,并在电动飞机、军事等领域展现出巨大的应用潜力。然而,随着电子产品不断向智能化、轻薄化和超长待机方向发展,以及电动汽车和电动飞机等大型设备不断攀升的长续航以及长使用寿命等要求,对电池的循环稳定性、能量密度和安全性均提出了更高的要求。
2、然而,锂离子电池的循环稳定性、能量密度和安全性主要由电解液和电极之间的界面稳定性决定。一方面,现在常用的正极多采用金属氧化物材料制成,在深度脱锂状态下,被氧化的高价金属离子会催化电解液的分解,导致金属离子溶出和结构坍塌,且这一过程会伴随着电池电压提升和电极中氧参与电荷补偿而加剧。此外,溶出的金属离子和活性氧会迁移到负极,并在电池负极表面还原,从而破坏负极表面原有的固体电解质膜(sei),加剧负极侧的界面副反应,严重时甚至会诱发燃烧、爆炸等热失控风险。因此,提升正/负极与电解液之间的界面稳定性对电池性能的整体提升至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电解液添加剂、电解液、制备方法与锂离子电池,通过提供一种在分子结构主体框架中引入n、s元素的添加剂,能够在正负极表面形成具有高离子电导,且高电化学稳定性的界面膜,进而改善正/负极与电解液之间的界面稳定性,提升锂离子电池的长循环性能、能量密度和安全性能。
2、第一方面,
3、
4、其中,r1和r2相互独立地为取代或未取代的烷基或芳基。
5、第二方面,本专利技术还提供一种电解液,包括上述提供的电解液添加剂。
6、可选地,电解液中还包括有机溶剂及溶解在所述有机溶剂中的锂盐。
7、可选地,所述电解液中所述电解液添加剂的浓度为0.1-10wt.%。
8、可选地,所述电解液中所述锂盐的浓度为0.2-5mol/l
9、可选地,所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂和高氯酸锂中的至少一种。
10、可选地,所述有机溶剂包括碳酸酯类非水有机溶剂、醚类非水有机溶剂、砜类非水有机溶剂、腈类非水有机溶剂和羧酸酯类非水有机溶剂中的至少一种;
11、所述碳酸酯类非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸甲乙酯、氟代碳酸丙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、三(三氟乙基)碳酸酯中的至少一种;
12、所述醚类非水有机溶剂包括乙二醇二甲醚、环氧戊烷、甲基全氟代丁基醚、乙基全氟代丁基醚和氟代乙丙醚中的至少一种;
13、所述砜类非水有机溶剂包括环丁砜、二甲基亚砜、正丁砜、二甲基砜、苯砜和甲乙基砜中的至少一种;
14、所述腈类非水有机溶剂包括乙腈、丁二腈、己二腈、辛二腈和己烷三腈中的至少一种;
15、所述羧酸酯类非水溶剂包括乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、二氟乙酸乙酯、2,3,3,3-四氟丙酸甲酯和2,2-二氟-2(氟磺酰)乙酸甲酯中的至少一种。
16、可选地,电解液还包括功能添加剂,所述电解液中所述功能添加剂的浓度为0.1-10wt.%。
17、可选地,所述功能添加剂包括碳酸乙烯亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、正丙基磷酸酐、三烯丙基磷酸酯、丁二酸酐和甲基磺酸酐中的至少一种。
18、第三方面,本专利技术还提供一种包括上述任一可选电解液的锂离子电池。
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1.一种电解液添加剂,其特征在于,所述添加剂的结构如式I所示:
2.一种电解液,其特征在于,包括如权利要求1所述的电解液添加剂。
3.根据权利要求2所述的电解液,其特征在于,还包括有机溶剂及溶解在所述有机溶剂中的锂盐。
4.根据权利要求2或3所述的电解液,其特征在于,所述电解液中所述电解液添加剂的浓度为0.1-10wt.%。
5.根据权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述电解液中所述锂盐的浓度为0.2-5mol/L。
6.根据权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂和高氯酸锂中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述有机溶剂包括碳酸酯类非水有机溶剂、醚类非水有机溶剂、砜类非水有机溶剂、腈类非水有机溶剂和羧酸酯类非水有机溶剂中的至少一种;
8.根据权利要求3所述的电解液,其特征在于,还包括功能添加剂,所述电解液中所述功能添加剂的浓度为0.1-10wt.%。
9
10.一种锂离子电池,其特征在于,包括如权利要求2至9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,所述添加剂的结构如式i所示:
2.一种电解液,其特征在于,包括如权利要求1所述的电解液添加剂。
3.根据权利要求2所述的电解液,其特征在于,还包括有机溶剂及溶解在所述有机溶剂中的锂盐。
4.根据权利要求2或3所述的电解液,其特征在于,所述电解液中所述电解液添加剂的浓度为0.1-10wt.%。
5.根据权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述电解液中所述锂盐的浓度为0.2-5mol/l。
6.根据权利要求3所述的电解液,其特征在于,所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂和高氯...
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