本发明专利技术公开了一种阻燃型高电压电解液添加剂，添加剂的结构通式如下式所示：式中，R1选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、烷基、烷氧基、卤代烷基和卤代烷氧基中的任一种，R2为草酸锂基团(C2O4Li)。本发明专利技术还提供包含上述添加剂的电解液及使用含有添加剂的电解液的锂离子电池。本发明专利技术的的电解液添加剂基本结构散居环磷腈具有阻燃作用，草酸锂基团(C2O4Li)的引入降低了电池电极的表面活性，提高电极/电解液界面的稳定性，起到保护正负极的作用，有效抑制金属离子的溶出，抑制电极和电解液之间的副反应发生，从而抑制电解液在高温、高电压环境下的氧化分解和循环过程中的产气，从而提高电解液在高电压下的循环性能。高电压下的循环性能。
【技术实现步骤摘要】
一种阻燃型高电压电解液添加剂及其应用
[0001]本专利技术涉及锂离子电池材料
，具体涉及一种阻燃型高电压电解液添加剂及其应用。
技术介绍
[0002]锂离子二次电池凭借工作电压高、循环寿命长及充放电速度快等优势逐步建立了广大的市场，在小型电子产品如手机、电脑、电动工具等领域有着重要的作用。磷酸铁锂电池，由于其高安全性、低成本被动力市场广泛应用，但其能量密度相对三元较低，续航里程有限。高镍三元能量密度较高，且随着充电截止电压增大，能量密度增大，但高电压下的安全问题成为其广泛应用的障碍。
[0003]电解液作为锂离子电池的主要组成部分，目前已经报道了很多功能型电解液，如高/低温电解液、高电压电解液、三元高镍电解液、阻燃电解液等。电解液中添加阻燃剂，能够有效提升锂离子电池的安全性。如专利CN107359367A公开一种耐高电压阻燃型锂离子电池电解液，由锂盐、有机溶剂、成膜添加剂和阻燃剂组成。专利CN111326799A公开了一种锂离子电池用阻燃高压电解液及其制备方法，电解液由锂盐、阻燃型溶剂和添加剂组成。
[0004]上述技术存在的问题如下：阻燃剂的引入往往造成电池内阻增高，影响锂电池倍率放电性能，限制锂电池功率密度。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有的高电压阻燃型锂离子电池电解液引入阻燃剂，而阻燃剂的引入往往造成电池内阻增高，影响锂电池倍率放电性能，限制锂电池功率密度的问题。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0007]一种阻燃型高电压电解液添加剂，所述添加剂的结构通式如下式所示：
[0008][0009]式中，R1选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、烷基、烷氧基、卤代烷基和卤代烷氧基中的任一种，R2为草酸锂基团(C2O4Li)。
[0010]本专利技术提供的电解液添加剂基本结构环磷腈具有阻燃作用，草酸锂基团(C2O4Li)的引入降低了电池电极的表面活性，提高电极/电解液界面的稳定性，起到保护正负极的作用，有效抑制金属离子的溶出，抑制电极和电解液之间的副反应发生，从而抑制电解液在高
温、高电压环境下的氧化分解和循环过程中的产气，从而提高电解液在高电压下的循环性能，保证锂离子电池性能的优良发挥；有效抑制钴的溶出，从而有效抑制电解液在4.5V高电压高温条件下在正极表面的氧化分解和循环过程中的产气，改善高电压的循环性能、DCR及安全性能。
[0011]优选地，所述添加剂包括化合物1、化合物2、化合物3中的一种或多种混合物。
[0012]优选地，所述化合物1的结构式如下：
[0013][0014]优选地，所述化合物2的结构式如下：
[0015][0016]优选地，述化合物3的结构式如下：
[0017][0018]本专利技术还提供包含上述添加剂的电解液，所述电解液由锂盐、溶剂和添加剂组成，所述添加剂在电解液中的添加量为0.1
‑
5wt％。
[0019]进一步地，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸磷酸锂(LiODFP)、双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)中的至少一种。
[0020]进一步地，所述锂盐浓度为0.5
‑
1.5M。
[0021]进一步地，所述溶剂包括链状和环状碳酸酯类、羧酸酯类中的一种或多种混合物；
[0022]所述环状碳酸酯类包括碳酸乙烯酯(EC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸丙烯酯(PC)；
[0023]所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)；
[0024]所述羧酸酯类包括乙酸丙酯(PA)、乙酸乙酯(EA)、丙酸丙酯(PP)。
[0025]一种锂离子电池，包括负极片、正极片、电解液、设置于负极片和正极片之间的隔离膜；所述电解液包括上述的添加剂；
[0026]所述负极片为石墨，所述正极片为LiNi0
0.7
C0
0.1
Mn
0.2
。
[0027]本专利技术具有如下的有益效果：
[0028]1、本专利技术提供的电解液添加剂基本结构散居环磷腈具有阻燃作用，草酸锂基团(C2O4Li)的引入降低了电池电极的表面活性，提高电极/电解液界面的稳定性，起到保护正负极的作用，有效抑制金属离子的溶出，抑制电极和电解液之间的副反应发生，从而抑制电解液在高温、高电压环境下的氧化分解和循环过程中的产气，从而提高电解液在高电压下的循环性能，保证锂离子电池性能的优良发挥；有效抑制钴的溶出，从而有效抑制电解液在4.5V高电压高温条件下在正极表面的氧化分解和循环过程中的产气，改善高电压的循环性能、DCR及安全性能。
[0029]2、本专利技术的电解液添加剂可以作为正负极成膜添加剂，能够在高镍NCM正极及负极表面形成一层稳定的界面膜，将电解液之间有效隔离，避免它们之间的氧化反应，降低HF对正极的腐蚀。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0032]实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0033]实施例1
[0034]1、电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)按质量比为EC:DEC:EMC＝1:1:1进行混合，混合后加入1mol的六氟磷酸锂(LiPF6)，待锂盐完全溶解后，加入0.5％的化合物1，其中化合物1的结构式如下：
[0035][0036]2、正极片的制备：将镍钴锰酸锂三元材料LiNi0
0.7
C0
0.1
Mn
0.2
、导电剂Super P、粘接剂PVDF和碳纳米管(CNT)按质量比96.5:1.5:1:1混合均匀制成一定粘度的锂离子电池正极浆料，涂布在集流体用铝箔上，其涂布量为360g/m2，在85℃下烘干后进行冷压；然后进行分条，切片，然后在真空85℃烘4h，制成满足要求的锂离子电池正极片。
[0037]3、负极片的制备：将人造石墨与导电剂Super P、增稠剂CMC、粘接剂SBR(丁苯橡胶乳液)按质量比95:1.5:1.0:2.5的比例制成浆料，混合均匀，用混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、辊压后得到负极片，然后在真空85℃烘4h制成满足要求的锂离子电池负极片。
[0038本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种阻燃型高电压电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂的结构通式如下式所示：式中，R1选自氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、烷基、烷氧基、卤代烷基和卤代烷氧基中的任一种，R2为草酸锂基团。2.根据权利要求1所述的一种阻燃型高电压电解液添加剂，其特征在于：所述添加剂包括化合物1、化合物2、化合物3中的一种或多种混合物。3.根据权利要求2所述的一种阻燃型高电压电解液添加剂，其特征在于：所述化合物1的结构式如下：4.根据权利要求2所述的一种阻燃型高电压电解液添加剂，其特征在于：所述化合物2的结构式如下：5.根据权利要求2所述的一种阻燃型高电压电解液添加剂，其特征在于：所述化合物3的结构式如下：
6.包含权利要求1
‑
5任一项所述添加剂的电解液，其特征在于：所述电解液由锂盐、溶剂和添加剂组成，所述添加剂在电解液中的添加量为0.1
‑
5wt％。7.根据权利要求6所述的一种电解液，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，赵坤，陆静，梁大宇，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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