本申请公开了一种锂离子电池电解液抑酸剂、电解液及锂离子电池，所述抑酸剂包括如下所示结构的化合物A或化合物B中的至少一种：根据本申请的抑酸剂能够与水、HF反应，并与Lewis酸PF5配位络合，从而能够充分降低电解液中的水和HF含量。此外，根据本申请的锂离子电池电解液包含六氟磷酸锂、有机溶剂和上述抑酸剂，相对于未添加上述抑酸剂的电解液，所述电解液在添加上述抑酸剂并密封放置后，能够有效降低其中的水和HF的含量。和HF的含量。
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液抑酸剂、电解液及锂离子电池
[0001]本申请涉及锂离子电池领域，更具体地，涉及一种锂离子电池电解液抑酸剂及包含该抑酸剂的电解液、锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池是一种二次电池(可充电电池)，其主要依靠锂离子(Li
+
)在正极和负极之间移动来工作。在锂离子电池充电过程中，Li
+
从正极脱嵌，经由电解质嵌入负极，使得负极处于富锂状态，实现电能至化学能的转化，而放电过程则正好相反。
[0003]锂离子电池由于具有较高的工作电压、能量密度高、环境友好等优点，被广泛应用在3C消费电池、动力电池和储能电池等领域。在锂离子电池中，电解液是唯一与正极、负极、隔膜都相接触的材料，其对电池的比容量、工作温度范围、循环效率及安全性能等都起着至关重要的作用。
[0004]商用的锂离子电池电解液通常是将锂盐LiPF6溶于环状和线性碳酸酯混合溶剂中得到的1mol/L的溶液。然而，上述有机溶剂中不可避免地会含有微量的水分，而电解液则对水分的存在极其敏感，其原因就主要在于其所含的LiPF6对水高度敏感，在水含量极低(＜10ppm)情况下，LiPF6都会与之反应，生成氟化氢(HF)等酸性化合物。而HF对锂离子电池是非常不利的，其具有极强的腐蚀性，会溶解固体电解质界面(Solid Electrolyte Interface，SEI)膜，例如，与SEI膜中的Li2CO3反应生成LiF，不仅破坏SEI膜的稳定性和致密性，同时增大电极界面的阻抗。此外，HF还会与电池正极材料反应，造成正极材料中金属离子的溶出，破坏材料结构。
[0005]另外，LiPF6还会自身分解产生微量的PF5。热失效研究显示，在PF5的作用下，SEI膜会在60～135℃的中等温度范围内发生分解，从而加速SEI膜的增厚和增加电池极化的程度。此外，SEI膜的分解反应也还包括酸催化反应，例如，强Lewis酸PF5会催化Li2CO3、烷基碳酸锂分解，产生气体或可溶性的有机物，从而导致SEI膜的多孔化。
[0006]由此可见，PF5和HF对于电池性能均有极大的损害，然而目前还没有特别有效的手段，能够有效抑制电解液中PF5的活性，以及降低HF的含量。
技术实现思路
[0007]针对现有技术存在的不足，本申请提供一种锂离子电池电解液抑酸剂、电解液及锂离子电池，能够降低电解液中氢氟酸的含量，抑制电解液中PF5的活性。
[0008]为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种锂离子电池电解液抑酸剂，所述抑酸剂包括如下所示结构的化合物A或化合物B中的至少一种：
[0009][0010]第二方面，本申请提供一种锂离子电池电解液，其包含六氟磷酸锂(LiPF6)、有机溶剂和如权利要求1所述的抑酸剂。
[0011]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述抑酸剂在所述电解液中的质量含量为0.005wt％～0.05wt％。
[0012]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述抑酸剂在所述电解液中的质量含量为0.01wt％～0.03wt％。
[0013]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述六氟磷酸锂在所述电解液中的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L。
[0014]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述有机溶剂包括碳酸酯、羧酸酯和氟代羧酸酯中的至少一种。
[0015]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丁烯酯或碳酸甲丙酯中的至少一种。
[0016]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述羧酸酯包括甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯、甲酸甲酯或丙酸乙酯中的至少一种。
[0017]结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述氟代羧酸酯包括氟代甲酸乙酯、氟代乙酸乙酯、氟代乙酸丙酯、氟代乙酸丁酯、氟代丙酸乙酯、氟代丙酸丙酯、氟代丙酸丁酯、氟代丁酸乙酯或氟代甲酸甲酯中的至少一种。
[0018]第三方面，本申请提供一种锂离子电池，包括：
[0019]正极，包括正极集流体及设置在正极集流体表面且包含正极活性材料的正极活性材料层；
[0020]负极，包括负极集流体及设置在负极集流体表面且包含负极活性材料的负极活性材料层；
[0021]隔离膜，设置于所述正极和所述负极之间；以及
[0022]根据上述第二方面所述的电解液。
[0023]本申请提供的技术方案，相比于现有技术至少具有以下有益效果：
[0024]本申请的抑酸剂能够与水反应，降低电解液中的水含量，从而减少LiPF6与水反应生成HF的量；并且，抑酸剂能够与HF反应，进一步降低电解液中已生成的HF的量；此外，抑酸剂还能与Lewis酸PF5配位络合，降低PF5的活性。
[0025]本申请提供的含上述抑酸剂的锂离子电池电解液，相对于未添加上述抑酸剂的电解液，所述电解液在添加上述抑酸剂并密封放置后，能够有效降低其中的水和HF的含量。
[0026]本申请提供的锂离子电池，在电解液中加入上述抑酸剂，可以降低电解液中已生
成的HF的量，从而减少锂离子电池的副反应发生，提高极片表面的SEI膜的稳定性和致密性，降低电极界面的阻抗，提高电池的循环稳定性。
具体实施方式
[0027]为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本申请，以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，但应当理解的是，以下实施例仅为本申请的优选实施方式，而本申请要求保护的范围应以权利要求限定的范围为准。
[0028]第一方面，本申请提供了一种锂离子电池电解液抑酸剂，所述抑酸剂包括如下所示结构的化合物A或化合物B中的至少一种：
[0029][0030]专利技术人发现，在包含锂盐LiPF6的锂离子电池电解液中，LiPF6与水反应生成HF的反应过程如下所示：
[0031]LiPF6→
LiF+PF5[0032]H2O+PF5→
POF3+2HF
[0033]由上述反应式可见，LiPF6首先会自身分解产生微量的PF5，PF5属于强Lewis酸，化学活泼性强，极易与水反应生成HF，因此，LiPF6与水的反应主要是其自身分解产物PF5与水反应而生成HF。
[0034]因此，基于上述情况，本申请从控制PF5的活性和量的关键点出发，通过添加抑酸剂(化合物A和/或化合物B)而实现了有效抑制电解液中PF5的活性和降低HF的含量的技术目的。
[0035]在本申请的技术方案中，所述抑酸剂包括化合物A(双(三甲基硅基)三氟乙酰胺)或化合物B(5
‑
甲基
‑3‑
(三甲基硅基)噁唑烷
‑2‑
酮)中的至少一种，其首先能够与H2O反应，降低电解液中的水含量，由此从源头减少LiPF6的分解产物PF5与水反应生成HF的量；其次，化合物A和B中均包含三甲基硅基(TMS)，其能够与HF发生反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液抑酸剂，其特征在于，所述抑酸剂包括如下所示结构的化合物A或化合物B中的至少一种：2.一种锂离子电池电解液，其特征在于，其包含六氟磷酸锂、有机溶剂和如权利要求1所述的抑酸剂。3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述抑酸剂在所述电解液中的质量含量为0.005wt％～0.05wt％。4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述抑酸剂在所述电解液中的质量含量为0.01wt％～0.03wt％。5.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述六氟磷酸锂在所述电解液中的浓度为0.8mol/L～1.2mol/L。6.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸酯、羧酸酯和氟代羧酸酯中的至少一种。7.根据权利要求6所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述碳酸酯包括碳酸二甲酯...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊超杰，郭敏，
申请(专利权)人：厦门海辰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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