电池电解液用添加剂、锂离子电池电解液、锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电池电解液用添加剂，所述添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，

Additives for battery electrolyte, lithium-ion battery electrolyte, lithium-ion battery

【技术实现步骤摘要】
电池电解液用添加剂、锂离子电池电解液、锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种电池电解液用添加剂、一种锂离子电池电解液和一种锂离子电池。
技术介绍
能源问题日益严峻，锂离子电池凭借其高能量密度、高电压、长寿命、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点得到了快速发展和广泛应用，是便携式电子产品的首选电源，并成为储能与新能源动力汽车领域的热点。有机电解液承担着正负极之间传输离子的作用，对电池的容量、工作电压、温度范围、循环寿命及安全性能等具有重要的影响，是锂离子电池的重要组成部分。现有锂离子电池的碳酸酯类电解液在高电压下容易在电池正极表面发生氧化分解反应，同时引起正极材料形貌改变，使得过渡金属阳离子溶出，正极结构坍塌，活性物质减少，并且过渡金属离子经过电解液到达电池负极，对负极性质产生各种不良影响，导致电池的容量衰减迅速、使用寿命较短。在实际使用过程中由于环境温度、循环放热、散热能力的因素的影响，电池工作温度通常较高，这种容量衰减更为明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电池电解液用添加剂、锂离子电池电解液、锂离子电池，旨在解决现有的锂离子电池的碳酸酯类电解液，在高温、高电压条件下在电池正极表面发生氧化分解反应，导致正极材料形貌变化，并且正极材料中的过渡阳离子溶出，进一步影响电池负极，进而影响电池循环性能的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种电池电解液用添加剂，所述添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，式Ⅰ中，R1、R2、R3、R4相互独立地选自氢、卤族元素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基，R1、R2、R3、R4不同时为氢；式Ⅱ中，R5、R6、R7、R8相互独立地选自氢、卤族元素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基，且R5、R6、R7、R8中至少有一个为不饱和烃基，R5、R6、R7、R8中至少有一个为碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基中的一种。优选的，所述式Ⅰ选自如下结构所示化合物中的至少一种：优选的，所述式Ⅱ选自如下结构所示化合物中的至少一种：以及，一种锂离子电池电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述添加剂为本专利技术所述的电池电解液用添加剂。优选的，以所述电解液的总质量为100％计，所述式Ⅰ、式Ⅱ的质量百分含量之和为0.05％～2％。优选的，所述非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的至少一种。优选的，所述非水有机溶剂为环状碳酸脂与链状碳酸脂的混合物。优选的，所述锂盐选自六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。优选的，所述锂盐的浓度为0.5mol/L～2.0mol/L。以及，一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，且所述电解液为本专利技术所述的锂离子电池电解液。本专利技术提供的电池电解液用添加剂，至少含有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构的添加剂。式Ⅰ、式Ⅱ所示结构中含有吡咯酮骨架结构，同时含有不饱和烃基，具有上述结构特征的添加剂用于电池电解液时，能够优先于有机溶剂在正极表面发生氧化反应，形成致密稳定、导离子性好的钝化膜，防止高温循环过程中电解液与正极接触发生氧化反应，抑制副反应的发生，减缓正极过渡金属阳离子溶出、结构坍塌等问题，稳定正极材料结构，提高电池循环性能。此外，具有上述结构特征的添加剂能够有效抑制HF的含量，从而提高锂离子电池在高温下的循环性能和存储性能。综上，本专利技术提供的电池电解液用添加剂，用作锂离子电池电解液时，使得电池具有较好的首次充放电效率，较低的阻抗，良好的循环性能和存储性能，特别是在45℃的高温条件下性能得到了显著提升。本专利技术提供的锂离子电池电解液，含有本专利技术所述电池电解液用添加剂，可以在正极表面形成致密稳定、导离子性好的钝化膜，防止高温循环过程中电解液与正极接触发生氧化反应，减缓正极过渡金属阳离子溶出、结构坍塌等问题，提高电池循环性能。此外，所述锂离子电池电解液还能够有效抑制HF的含量，从而提高锂离子电池在高温下的循环性能和存储性能。本专利技术提供的锂离子电池，由于含有本专利技术的锂离子电池电解液，能够显著提升锂离子电池的循环性能和存储性能，提升锂离子电池的整体输出性能。附图说明图1是本专利技术实施例1-3和对比例1提供的45℃高温循环性能测试结果对比图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本专利技术实施例提供了一种电池电解液用添加剂，所述添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，式Ⅰ中，R1、R2、R3、R4相互独立地选自氢、卤族元素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基，R1、R2、R3、R4不同时为氢；式Ⅱ中，R5、R6、R7、R8相互独立地选自氢、卤族元素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基，且R5、R6、R7、R8中至少有一个为不饱和烃基，R5、R6、R7、R8中至少有一个为碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基中的一种。本专利技术实施例提供的电池电解液用添加剂，至少含有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构的添加剂。式Ⅰ、式Ⅱ所示结构中含有吡咯酮骨架结构，同时含有不饱和烃基，具有上述结构特征的添加剂用于电池电解液时，能够优先于有机溶剂在正极表面发生氧化反应，形成致密稳定、导离子性好的钝化膜，防止高温循环过程中电解液与正极接触发生氧化反应，抑制副反应的发生，减缓正极过渡金属阳离子溶出、结构坍塌等问题，稳定正极材料结构，提高电池循环性能。此外，具有上述结构特征的添加剂能够有效抑制HF的含量，从而提高锂离子电池在高温下的循环性能和存储性能。综上，本专利技术实施例提供的电池电解液用添加剂，用作锂离子电池电解液时，使得电池具有较好的首次充放电效率，较低的阻抗，良好的循环性能和存储性能，特别是在45℃的高温条件下性能得到了显著本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池电解液用添加剂，其特征在于，所述添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，/n

【技术特征摘要】
1.一种电池电解液用添加剂，其特征在于，所述添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，



式Ⅰ中，R1、R2、R3、R4相互独立地选自氢、卤族元素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基，R1、R2、R3、R4不同时为氢；
式Ⅱ中，R5、R6、R7、R8相互独立地选自氢、卤族元素、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为2～10的不饱和烃基、碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基，且R5、R6、R7、R8中至少有一个为不饱和烃基，R5、R6、R7、R8中至少有一个为碳原子数为6～10的芳基、磺酰基、碳原子数为1～10的腈基中的一种。


2.如权利要求1所述的电池电解液用添加剂，其特征在于，所述式Ⅰ选自如下结构所示化合物中的至少一种：





3.如权利要求1所述的电池电解液用添加剂，其特征在于，所述式Ⅱ选自如下结构所示化合物中的至少一种：





4.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加...

【专利技术属性】
技术研发人员：余灵超，孙鸿飞，贾优，刘远洲，曹珍，姚琦，张雪珍，张政，
申请(专利权)人：深圳市比克动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44