一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备制造技术

本申请提供一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备，属于锂二次电池制造领域。锂二次电池电解液中的添加剂包括结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃以及三(三甲基硅烷)硼酸酯和/或三(三甲基硅烷)亚磷酸酯，该电解液能够在一定程度上解决电解液导致电池在高温、高压下存在的倍率性能、循环性能以及存储性能等欠佳的问题。循环性能以及存储性能等欠佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备


[0001]本申请涉及锂二次电池制造领域，具体而言，涉及一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备。

技术介绍

[0002]现有技术中，电解液作为电池的重要组成部分，其性能的好坏决定了电池性能的高低，现有组分的电解液虽然在低温下具有较好的综合电学性能，但是，使用现有电解液组分的电池在高温、高压下却存在倍率性能、循环性能以及存储性能等欠佳的问题。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种锂二次电池电解液、锂二次电池以及用电设备，能够在一定程度上解决电解液导致电池在高温、高压下存在的倍率性能、循环性能以及存储性能等欠佳的问题。
[0004]本申请的实施例是这样实现的：
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种锂二次电池电解液，锂二次电池电解液中的添加剂包括：结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃；以及三(三甲基硅烷)硼酸酯和/或三(三甲基硅烷)亚磷酸酯；
[0006]式I如下所示：
[0007][0008]式II如下所示：
[0009][0010]上述技术方案中，一方面：上述结构的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的氧化电位较高，在高温、高压下不容易被氧化，并且，该化合物具备的氰基基团具有较强的络合能力，其能够和锂离子配位从而降低电池的去溶剂化能，以提升电池的倍率性能；同时，该化合物具有较大弹性的醚键，其能够有效应对负极在充放电过程中电极膨胀而导致的应力变化，从而也有助于提高电池的倍率性能；此外，烷氧基团中的氧原子易与锂离子结合，从而能够提高锂离子在正极表面的富集程度，进而有效降低电池阻抗。另一方面，三(三甲基硅烷)硼酸酯以及三(三甲基硅烷)亚磷酸酯的氧化电位较低，容易在正极界面失去含硅基团聚合形成CEI膜，从而能有效地减少锂离子的嵌入和脱出对正极结构所造成的破坏，并且还能减少正极和其他材料之间发生反应，从而改善电池在高温、高压下的循环性能；同时，含硅基团还可以有效去除电解液中的氢氟酸(电解液分解产生)，从而起到保护电极的作用，也有助于提高电池的循环性能；此外，三(三甲基硅烷)硼酸酯以及三(三甲基硅烷)亚磷酸酯中的硼原子和磷原子还可以吸附活性氧，从而能够有效避免电解液过度氧化分解，进而提高电池的存储性能。通过上述两者组分的共同作用，能够显著提高电池在高温、高压条件下的稳定性，从而显著提升电池的倍率性能、循环性能以及存储性能。
[0011]在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的添加剂的质量百分比为0.6～7％。
[0012]上述技术方案中，将添加剂的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的添加剂，从而使得使用该电解液的电池在高温、高温下具有较好的倍率性能、循环性能以及存储性能。
[0013]在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中，四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比为0.5～4％，三(三甲基硅烷)硼酸酯和/或三(三甲基硅烷)亚磷酸酯的质量百分比为0.1～3％。
[0014]上述技术方案中，将电解液中的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃，从而能够避免其用量过高(用量过高会导致电解液阻抗过大)，使得电解液具有适宜大小的阻抗，同
时，还能有效避免其用量过低(用量过低无法有效提升电池的倍率性能)，从而有效提升电池的倍率性能；将电解液中的硼酸酯的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的硼酸酯，从而能够避免其用量过高(用量过高会导致电解液阻抗过大)，使得电解液具有适宜大小的阻抗，同时，还能有效避免其用量过低(用量过低无法有效提升电池的循环性能以及存储性能)，从而有效提升电池的循环性能和存储性能。
[0015]在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯以及羧酸酯中的至少一种。
[0016]本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种有机溶剂体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
[0017]在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液满足以下条件A～C中的至少一者：
[0018]A，环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中至少一种；
[0019]B，链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中至少一种；
[0020]C，羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸乙酯和丙酸丙酯中的至少一种。
[0021]本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种环状碳酸酯体系、链状碳酸酯体系以及羧酸酯体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
[0022]在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiB(C2O4)2、LiBF2C2O4、LiN(SO2F)2和LiN(SO2CF3)2中的至少一种。
[0023]本申请实施例提供的添加剂适用于上述多种锂盐体系，能够提供更多的可实施方案，从而便于对本申请实施例提供的添加剂进行推广和应用。
[0024]在一些可选的实施方案中，锂二次电池电解液中的锂盐的质量百分比为0.5～20％。
[0025]上述技术方案中，将锂二次电池电解液中锂盐的质量百分比限定在特定范围，能够使得电解液中具有适宜用量的锂盐，从而能够保证电池具有较好的综合电学性能。
[0026]第二方面，本申请实施例提供一种锂二次电池，包括壳体、电极组件以及如第一方面实施例提供的锂二次电池电解液。电极组件容纳于壳体内；锂二次电池电解液容纳于壳体内。
[0027]上述技术方案中，锂二次电池包括如第一方面实施例提供的锂二次电池电解液，使得其在高温、高压下具有较好的存储以及循环性能。
[0028]在一些可选的实施方案中，电极组件中，正极活性材料包括LiNi
x
Co
y
Mn
z
O2，其中，x+y+z＝1。
[0029]上述技术方案中，将正极活性材料限定为上述体系，是由于该体系的正极活性材料兼具多种金属材料的优异性能，相较于单一体系的正极活性材料，具有更为优异的电学性能。
[0030]第三方面，本申请实施例提供一种用电设备，用电设备包括如第二方面实施例提供的锂二次电池。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中
的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0032]需要说明的是，本申请中的“和/或”，如“特征1和/或特征2”，均是指可以单独地为“特征1”、单独地为“特征2”、“特征1”加“特征2”，该三种情况。
[0033]另外，在本申请的描述中，除非另有说明，“一种或多种”中的“多种”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的添加剂包括：结构式如式I和/或式II所示的四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃；以及三(三甲基硅烷)硼酸酯和/或三(三甲基硅烷)亚磷酸酯；所述式I如下所示：所述式II如下所示：2.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的所述添加剂的质量百分比为0.6～7％。3.根据权利要求2所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中，所述四氰基烷氧基脂肪族直链烷烃的质量百分比为0.5～4％，所述三(三甲基硅烷)硼酸酯和/或所述三(三甲基硅烷)亚磷酸酯的质量百分比为0.1～3％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述锂二次电池电解液中的有机溶剂包括环状碳酸酯、链状碳酸酯以及羧酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的锂二次电池电解液，其特征在于，满足以下条件A～C中的至少一者：A，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中至少一种；B，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦鍠旺，刘蕊，周立，马美朋，
申请(专利权)人：九江天赐高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：