一种锂离子电池电解液及含该电解液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池电解液及含该电解液的锂离子电池，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第二添加剂包括如式Ⅰ结构式的三嗪环类化合物、如式Ⅱ结构式的酰胺类化合物和氟代化合物；所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、碳原子数为2～7的氟代羧酸酯、碳原子数为2～7的氟代醚中的任意一种。相比于现有技术，本发明专利技术通过三种功能性添加剂的协同使用，使得本发明专利技术的电解液有效降低了锂离子电池的SEI膜阻抗，同时还保证有良好的高温存储性能和循环寿命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液及含该电解液的锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种锂离子电池电解液及含该电解液的锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池因其工作电压高、比能量大、循环寿命长及无记忆效应等特点而被人们广泛应用。而目前锂离子电池已经普遍应用于3C数码消费类电子产品以及动力电池等领域。电解液作为锂离子电池的“血脉”，是锂离子电池重要组成材料之一，其在正负极之间起到运输锂离子作用，对锂离子电池的性能起到至关重要的作用。
[0003]因此，开发一款性能更加优异的电解液显得愈加重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：提供一种锂离子电池电解液，本专利技术的电解液可有效降低锂离子电池的SEI膜阻抗，同时还保证有良好的高温存储性能和循环寿命。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第二添加剂包括如式Ⅰ结构式的三嗪环类化合物、如式Ⅱ结构式的酰胺类化合物和氟代化合物；所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、碳原子数为2～7的氟代羧酸酯、碳原子数为2～7的氟代醚中的任意一种；
[0007][0008]其中，R1～R3各自独立的选自氢原子、氟原子、取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C2～C3烯氧基、取代或未取代的C6～C10苯基、取代或未取代的C1～C3的氰基中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素；R4为取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C6～C10苯基、取代或未取代的C6～C10杂环中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素；R5～R10各自独立的选自氟原子、取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C6～C10苯基中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素。
[0009]优选的，所述三嗪环类化合物为以下结构式中的至少一种：
[0010][0011]优选的，所述三嗪环类化合物的含量为电解液总质量的0.1～0.3wt％、0.3～0.5wt％、0.5～0.7wt％、0.7～1wt％、1～1.2wt％、1.2～1.5wt％、1.5～1.8wt％、1.8～2wt％。
[0012]优选的，所述酰胺类化合物为以下结构式中的至少一种：
[0013][0014]优选的，所述酰胺类化合物的含量为电解液总质量的0.1～0.3wt％、0.3～0.5wt％、0.5～0.7wt％、0.7～1wt％、1～1.2wt％、1.2～1.5wt％、1.5～1.8wt％、1.8～2wt％、2～2.2wt％、2.2～2.5wt％、2.5～2.8wt％、2.8～3wt％。
[0015]优选的，所述氟代化合物为以下结构式中的至少一种：
[0016][0017]优选的，所述氟代化合物的含量为电解液总质量的1～3wt％、3～5wt％、5～6wt％、6～8wt％、8～10wt％、10～12wt％、12～15wt％、或15～20wt％。
[0018]优选的，所述第一添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3
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丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、丙烯磺酸内酯(PST)、1,2,3
‑
三(2
‑
氰氧基)丙烷、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)、乙二醇双(丙腈)醚(EGBE)、已烷三腈(HTCN)中的一种或几种；所述第一添加剂的总含量为所述电解液总质量的0.5～1wt％、1～3wt％、3～5wt％、5～6wt％、6～8wt％或8～10wt％。
[0019]优选的，所述有机溶剂为乙烯碳酸酯(EC)、丙烯碳酸酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸乙酯(EA)、正丁酸乙酯(EB)和γ
‑
丁内酯(GBL)中的至少一种；所述有机溶剂的含量可为所述电解液总质量的50～90wt％；所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟磷酸锂(LiPF2O2)、二氟双草酸磷酸锂(LiPF2(C2O4)2)、四氟草酸磷酸锂(LiPF4C2O4)、草酸磷酸锂(LiPO2C2O4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的至少两种；所述锂盐的含量可为所述电解液总质量的8～20wt％。
[0020]本专利技术的目的之二在于，提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片、间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜及电解液，所述电解液为上述任一项所述的锂离子电池电解液。
[0021]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的电解液，包括如式Ⅰ结构式的三嗪环类化合物添加剂、如式Ⅱ结构式的酰胺类化合物添加剂和氟代化合物添加剂。其中，如式Ⅰ三嗪环类化合物可有效在正极表面分解聚合形成致密保护层，稳定正负极的界面；而如式Ⅱ结构式的酰胺类化合物可优先在正负极表面反应成膜，所具有Si
‑
O结构和Si
‑
N结构使所形成的界面膜的致密性更强，同时还具有低阻抗特性；两者协同使用可降低锂离
子电池SEI膜阻抗的同时保证良好的高温存储性能。而氟代化合物在循环过程中对SEI膜进行持续修复，可有效改善锂离子电池的循环寿命和高温存储性能。通过三种功能性添加剂的协同使用，使得本专利技术的电解液有效降低了锂离子电池的SEI膜阻抗，同时还保证有良好的高温存储性能和循环寿命。
具体实施方式
[0022]本专利技术一方面提供了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第二添加剂包括如式Ⅰ结构式的三嗪环类化合物、如式Ⅱ结构式的酰胺类化合物和氟代化合物；所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、碳原子数为2～7的氟代羧酸酯、碳原子数为2～7的氟代醚中的任意一种；
[0023][0024]其中，R1～R3各自独立的选自氢原子、氟原子、取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C2～C3烯氧基、取代或未取代的C6～C10苯基、取代或未取代的C1～C3的氰基中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素；R4为取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C6～C10苯基、取代或未取代的C6～C10杂环中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素；R5～R10各自独立的选自氟原子、取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C6～C10苯基中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素。
[0025]在一些实施例中，对于式Ⅰ结构的三嗪环类化合物，当R1～R3的取代基为氟原子时，该三嗪环类化合物还可在SEI膜中形成LiF成分，保护正极负极界面，提升电解液在正负极界面的稳定性；而当R1～R3的取代基为氰基时，氰基可与正极材料中的过渡金属络合，从而稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，所述第二添加剂包括如式Ⅰ结构式的三嗪环类化合物、如式Ⅱ结构式的酰胺类化合物和氟代化合物；所述氟代化合物包括氟代碳酸乙烯酯、碳原子数为2～7的氟代羧酸酯、碳原子数为2～7的氟代醚中的任意一种；其中，R1～R3各自独立的选自氢原子、氟原子、取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C2～C3烯氧基、取代或未取代的C6～C10苯基、取代或未取代的C1～C3的氰基中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素；R4为取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C6～C10苯基、取代或未取代的C6～C10杂环中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素；R5～R10各自独立的选自氟原子、取代或未取代的C1～C3烷基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C6～C10苯基中的任意一种，其中经取代时，取代基为卤素。2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述三嗪环类化合物为以下结构式中的至少一种：结构式中的至少一种：3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述三嗪环类化合物的质量为电解液总质量的0.1～2wt％。4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述酰胺类化合物为以下结构式中的至少一种：
5.根据权利要求1或4所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述酰胺类化合物的含量为电解液总质量的0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙结岩，熊伟，马斌，杨山，陈杰，项海标，
申请(专利权)人：惠州锂威新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：