一种非水电解液及其制备方法、二次电池技术

为克服现有二次电池存在高温性能不足的问题，本发明专利技术提供了一种非水电解液及其制备方法、二次电池，非水电解液包括电解质盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐；R3为碱金属Li、Na、K、Rb、Cs中的一种。本发明专利技术提供的电解液中的结构式1作用于正极，包覆在正极界面表面，阻止电解液进入正极活性材料层腐蚀正极活性材料，使得电池具有优异的高温循环性能和高温存储性能。存储性能。

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液及其制备方法、二次电池


[0001]本专利技术属于储能电池器件
，具体涉及一种非水电解液及其制备方法、二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3C数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，电子信息技术及消费产品的快速发展对锂离子电池高电压以及高能量密度能提出了更高的要求。在锂离子电池中，高压正极材料由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，被广泛的应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及电动车、大型储能装置中。
[0003]但随着正极材料的限制电压不断提高，电池材料的克容量逐渐增加的同时，电池的高温性能恶化严重，长循环寿命无法保证，尤其高电压(＞4.4V)下经历长期循环充放电过程中，材料的体积会膨胀并导致严重裂纹，电解液中溶剂进入正极材料内部，破坏结构，最终造成严重容量衰减的问题。
[0004]在现有技术中，一般会在正极材料表面使用氧化物涂层进行修饰，或者通过制备包覆、掺杂等技术手段形成不同形态和结构的材料，这往往过程复杂。相比而言，在电解液中加入少量成本低、无毒或者毒性小的添加剂，能够优先在正极界面形成有效的保护膜，阻止电解液进入正极材料是更加经济有效的方法，因此在使用高压正极材料的电池体系，如何配置电解液以保证电池在高温下的正常运行是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有二次电池存在高温性能不足的问题，本专利技术提供了一种非水电解液及其制备方法、二次电池。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
[0007]一方面，本专利技术提供了一种非水电解液，包括包括电解质盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐；
[0008][0009]R3为碱金属Li、Na、K、Rb、Cs中的一种或多种。
[0010]优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐的质量百分含量为0.5％～5％。
[0011]优选的，所述添加剂还包括结构式2所示的硫代磷酰胺化合物
[0012][0013]其中，R1、R2各独自的选自碳原子数为1～20的烯烃基或碳原子数为6～26的芳基。
[0014]优选的，所述R1、R2各独自的选自碳原子数为1～10的烯烃基或碳原子数为6～16的芳基。
[0015]优选的，所述烯烃基包括乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、环丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、仲丁烯基、叔丁烯基、环丁烯基、正戊烯基、异戊烯基、叔戊烯基、新戊烯基、环戊烯基、二甲烯基丁基、1
‑
乙烯基丙烯基、1
‑
甲烯基丁烯基、2
‑
甲烯基丁烯基、正己烯基、异己烯基、2
‑
己烯基、3
‑
己烯基、环己烯基、2
‑
甲烯基戊烯基、3
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甲烯基戊烯基、1，1，2
‑
三甲烯基丙烯基、3，3
‑
二甲烯基丁烯基、正庚烯基、2
‑
庚烯基、3
‑
庚烯基、2
‑
甲烯基己烯基、3
‑
甲烯基己烯基、4
‑
甲烯基己烯基、异庚烯基、环庚烯基、正辛烯基、环辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烃烯基、十二烃烯基、十三烃烯基、十四烃烯基、十五烃烯基、十六烃烯基、十七烃烯基、十八烃烯基、十九烃烯基、二十烃烯基中的至少一种。
[0016]所述芳基包括苯基、苄基、联苯基、对甲苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对乙苯基、间乙苯基、邻乙苯基、3，5
‑
二甲苯基、2，6
‑
二甲基苯基、3，5
‑
二乙基苯基、2，6
‑
二乙基苯基、3，5
‑
二异丙苯基、2，6
‑
二异丙苯基、3，5
‑
二正丙苯基、2，6
‑
二正丙苯基、3，5
‑
二正丁苯基、2，6
‑
二正丁苯基、3，5
‑
二异丁苯基、2，6
‑
二异丁苯基、3，5
‑
二叔丁苯基、2，6
‑
二叔丁苯基、三苯甲基、1
‑
萘基、2
‑
萘基中的至少一种。
[0017]优选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式2所示的硫代磷酰胺化合物质量百分含量为0.3％～10％。
[0018]优选的，所述结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐的质量百分含量为1％～2％，所述结构式2所示的硫代磷酰胺化合物与所述结构式2结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐的质量比为(0.5％～2)：(1～2)；
[0019]优选的，所述结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐的质量百分含量为2％，所述结构式2所示的硫代磷酰胺化合物的质量百分含量为0.5％。
[0020]优选的，所述添加剂还包括1,3
‑
丙磺酸内脂；以所述非水电解液的总质量为100％计，所述1,3
‑
丙磺酸内脂的添加量为0.5％～5％。
[0021]另一方面，本专利技术提供一种包括上述任意一项所述非水电解液的制备方法，包括以下步骤：向有机溶剂中加入结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐添加剂，搅拌均匀；之后再加入电解质盐，混合均匀，得到非水电解液。
[0022]另一方面本专利技术提供一种二次电池，包括正极片、负极片和上述所述的非水电解液。
[0023]有益效果：
[0024]本专利技术提供的非水电解液，包括电解质盐、有机溶剂、添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐。在电池充放电过程中，结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐
作用于正极，包覆在正极界面表面，阻止电解液进入正极活性材料层腐蚀正极活性材料，能够提高电池的高温循环性能和高温存储性能。
[0025]其它实施例中，硫代磷酰胺化合物和双氟代磺酰亚胺盐联用时，对于进一步提高电池的高温循环性能和高温存储性能具有协同作用。在电池充放电过程中，硫代磷酰胺化合物首先优于溶剂及其它成膜添加剂，在负极界面还原生成优良的导锂无机物，有助于负极表面生成SEI膜，同时与双氟代磺酰亚胺盐协同作用于正极，包覆在正极界面表面，阻止电解液进入正极活性材料层腐蚀正极活性材料，使得电池具有更为优异的高温循环性能和高温存储性能，硫代磷酰胺化合物和双氟代磺酰亚胺盐联用时提升效果更为明显。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术所解决的技术问题、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。
[0027]本专利技术实施例提供了一种非水电解液，包括包括电解质盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐；
[0028][0029]R3为碱金属Li、Na、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，其特征在于，包括电解质盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐；R3为碱金属Li、Na、K、Rb、Cs中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1所示的双氟代磺酰亚胺盐的质量百分含量为0.5％～5％。3.根据权利要求1所述的一种非水电解液，其特征在于，所述添加剂还包括结构式2所示的硫代磷酰胺化合物其中，R1、R2各独自的选自碳原子数为1～20的烯烃基或碳原子数为6～26的芳基。4.根据权利要求3所述的一种非水电解液，其特征在于，所述R1、R2各独自的选自碳原子数为1～10的烯烃基或碳原子数为6～16的芳基。5.根据权利要求3所述的非水电解液，其特征在于，所述烯烃基包括乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、环丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、仲丁烯基、叔丁烯基、环丁烯基、正戊烯基、异戊烯基、叔戊烯基、新戊烯基、环戊烯基、二甲烯基丁基、1
‑
乙烯基丙烯基、1
‑
甲烯基丁烯基、2
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甲烯基丁烯基、正己烯基、异己烯基、2
‑
己烯基、3
‑
己烯基、环己烯基、2
‑
甲烯基戊烯基、3
‑
甲烯基戊烯基、1，1，2
‑
三甲烯基丙烯基、3，3
‑
二甲烯基丁烯基、正庚烯基、2
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庚烯基、3
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庚烯基、2
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甲烯基己烯基、3
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甲烯基己烯基、4
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甲烯基己烯基、异庚烯基、环庚烯基、正辛烯基、环辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一烃烯基、十二烃烯基、十三烃烯基、十四烃烯基、十五烃烯基、十六烃烯基、十七烃烯基、十八烃烯基、十九烃烯基、二十烃烯基中的至少一种；和/或，所述芳基包括苯基、苄基、联苯基、对甲苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对乙苯基、间乙苯基、邻乙苯基、3，5
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【专利技术属性】
技术研发人员：于智力，张昌明，李枫，邓卫龙，彭淑婷，周书杰，胡大林，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：