一种电解液添加剂、电解液、锂电池和电解液的注液方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电解液添加剂、电解液、锂离子电池和电解液的注液方法，电解液添加剂的结构式如式1所示：该电解液包括非水有机溶剂，锂盐和该添加剂，采用二次注液方式进行注液。该电解液添加剂可以去除电解液中的水和酸，同时形成致密网状结构，还可以对正负极表面的钝化膜进行修复，大大提高锂离子电池的循环性能。大提高锂离子电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液添加剂、电解液、锂电池和电解液的注液方法


[0001]本专利技术涉及锂电池领域，具体涉及一种电解液添加剂、电解液、锂离子 电池及电解液的注液方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种发展迅猛的储能装置，因具有较高的能量密度、优 异的循环性能而广泛应用于3C领域以及动力电池领域。然而近年来动力电 池的里程焦虑、使用寿命等因素在一定程度上限制了其发展。
[0003]锂离子电池单体主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成，其 中电解液通常由锂盐、有机溶剂按照一定比例配制而成，被称为锂离子电池 的“血液”，与电池循环寿命、高低温性能、安全性等密切相关。
[0004]锂离子电池首次充放电的情况下，电解液能在电极表面形成一层钝化 层，这层钝化层也被称之为SEI膜。该膜是良好的锂离子导体和不良的电子 导体，抑制了耗锂反应的继续进行，起到了保护电极的作用。均一、致密、 稳定、低阻抗和良好粘附力的性质优良的固体电解质相界膜(SEI)有利于改善 电池的电化学性能。常规循环状况下，电解液会在正负极表面发生副反应而 导致电池电化学性能的衰减；为了克服上述缺陷，领域内研究者进行了大量 研究。其中，电解液添加剂即是一项重要的研究内容，进一步提高锂离子电 池的循环寿命已成为理论和应用电化学研究领域的焦点。本领域需要不断对 锂离子电池电解液进行改进，提高锂离子电池的循环寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的是提高锂离子电池的循环性能，并提供至少后面将说 明的优点。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种电解液添加剂，包含异氰酸酯基砜或其衍生物中的一种，其结构通 式如下：
[0008]其中，R1选自卤原子、取代或未取代的C1～20的烷基、烯基、芳基、 芳杂基、烷氧基、芳氧基、磺酰基的一种；R2选自卤原子、取代或未取代 的C1～10的烷基、烯基、烷氧基集团的一种。
[0009]优选的，所述电解液添加剂为如下结构式中的至少一种：
[0010][0011][0012]本申请的另一方面，提供一种电解液，所述电解液包括非水有机溶剂， 锂盐和前述的电解液添加剂，所述电解液添加剂含量在所述电解液中的含量 为0.1％
‑
5％，以所述电解液的总重量计。
[0013]优选的，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、 碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、亚硫酸二甲酯、 碳酸亚乙烯酯、碳酸甲丙酯、四氢呋喃、环氧乙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、 丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中一种或几种，所述 非水有机溶剂在所述电解液中的含量为80％
‑
90％，以所述电解液的总重量 计。
[0014]优选的，所述的锂盐为六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸 锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、甲级磺酸锂、三氟甲基硼酸锂中的任 一种或几种，所述锂盐的含量占所述电解液总质量分数的5％
‑
15％，以所述 电解液的总重量计。
[0015]优选的，所述电解液还包括常规添加剂，所述常规添加剂为碳酸乙烯 酯、氟代碳酸乙烯酯、醚三腈、丁二腈、1,3,6
‑
己烷三腈、对氟苯甲腈、对甲 基苯甲腈、1,3,5戊烷三甲腈、2
‑
甲基马来酸酐、磷酸三丁酯、乙二醇双醚中 的任一种或几种。
[0016]本申请的另一方面，提供一种电解液的注液方法，所述方法采用二次注 液方式，电池第一次注液密封化成后进行第二次注液，所述第二次注液采用 权利要求1
‑
6任一所述的电解液。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]1、本申请提供的电解液添加剂，一方面可以除去电解液中的水和 酸，形成致密网状结构，电解液的储存性能也得到了明显的提高。
[0019]2、本申请提供的电解液能在锂离子电池二次注入电解液后修复并改 善钝化膜，从而能有效提高锂离子电池的循环性能。
[0020]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将 通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
[0022]如无特别说明，本申请的实施例中的溶剂、锂盐和添加剂均通过商业途 径购买。
[0023]以下结合具体的实施例对上述方案做进一步说明，本专利技术的优选实施例 详述如下：
[0024]实施例1
[0025]电解液的制备：
[0026]在水含量小于1ppm，氧含量小于2ppm的手套箱中，将非水有机溶剂 按质量比20:60:10的碳酸乙烯酯EC：碳酸甲乙酯EMC：碳酸二甲酯DEC 混合均匀，加入13.5％的LiPF6，以电解液质量100％计，加入0.1％的添加 剂化合物I
‑
1，混合均匀备用。
[0027]实施例2
[0028]电解液的制备：
[0029]在水含量小于1ppm，氧含量小于2ppm的手套箱中，将非水有机溶剂 按质量比20:60:10的碳酸乙烯酯EC：碳酸甲乙酯EMC：碳酸二甲酯DEC 混合均匀,加入13.5％的LiPF6，以电解液质量100％计，加入0.7％的添加剂 化合物I
‑
1，混合均匀备用。
[0030]实施例3
[0031]电解液的制备：
[0032]在水含量小于1ppm，氧含量小于2ppm的手套箱中，将非水有机溶剂 按质量比20:60:10的碳酸乙烯酯EC：碳酸甲乙酯EMC：碳酸二甲酯DEC 混合均匀,加入13.5％的LiPF6，以电解液质量100％计，加入1.0％的添加剂 化合物I
‑
1，混合均匀备用。
[0033]实施例4
[0034]电解液的制备：
[0035]在水含量小于1ppm，氧含量小于2ppm的手套箱中，将非水有机溶剂 按质量比20:60:10的碳酸乙烯酯EC：碳酸甲乙酯EMC：碳酸二甲酯DEC 混合均匀,加入13.5％的LiPF6，以电解液质量100％计，加入0.3％的添加剂 化合物I
‑
2，混合均匀备用。
[0036]实施例5
[0037]电解液的制备：
[0038]在水含量小于1ppm，氧含量小于2ppm的手套箱中，将非水有机溶剂 按质量比20:60:10的碳酸乙烯酯EC：碳酸甲乙酯EMC：碳酸二甲酯DEC 混合均匀,加入13.5％的LiPF6，以电解液质量100％计，加入0.7％的添加剂 化合物I
‑
2，混合均匀备用。
[0039]实施例6
[0040]电解液的制备：
[0041]在水含量小于1ppm，氧含量小于2ppm的手套箱中，将非水有机溶剂 按质量比20:60:10的碳酸乙烯酯EC：碳酸甲乙酯EMC：碳酸二甲酯DEC 混合均匀,加入13.5％的LiPF6，以
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包含异氰酸酯基砜或其衍生物中的一种，其结构通式如下式I所示：其中，R1选自被卤原子取代或未取代的C1～C
20
的烷基、烯基、芳基、芳杂基、烷氧基、芳氧基、磺酰基的一种；R2选自被卤原子取代或未取代的C1～C
10
的烷基、烯基、烷氧基的一种。2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂为如下结构式中的至少一种：中的至少一种：3.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括非水有机溶剂，锂盐和权利要求1或2所述的电解液添加剂，所述电解液添加剂含量在所述电解液中的含量为0.1％
‑
5％，以所述电解
液的总重量计。4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、亚硫酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲丙酯、四氢呋喃、环氧乙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中的至少一种，所述非水有机溶剂在所述电解液中的含量为80％
‑
90％，以所述电解液的总重量计。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，雷政军，郑高锋，
申请(专利权)人：陕西奥林波斯电力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：