一种非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术涉及一种非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池。为了解决现有高压锂电池无法同时兼具高能量密度、高温循环和存储性、常温循环性及倍率充放性等综合性能的问题，本发明专利技术提出一种非水电解液，其含有或所示物质，其中，G1、G2独立地为键、氧、硫、氮、硅或磷，且G1和G2中至少一个为氧，R1为亚烷基、卤代亚烷基或硅基亚烷基，R2为烷基、氟代烷基、烯基、氟代烯基、炔基、氟代炔基或氰基，R3为氢、卤素、烷基、卤代烷基、氰基、硅氧烷基、烷氧基或卤代烷氧基，X、Y、Z独立地为碳、氧、硫、氮或磷，且至少一个为氧、硫、氮或磷，n为2～6之间的整数，可同时改善锂电池的循环性能、高温性能和倍率性能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着手机、平板电脑、智能穿戴以及ETC等新兴消费领域的出现，用电模块功耗的不断上升，常规的锂离子电池已经很难满足用户的使用需求。为提高市场发展及客户需求，锂电池目前主要从三个方面进行开发。一是寻求新的材料体系，如钴酸锂、富锂锰基、三元高镍等正极材料、硅碳等负极材料等；二是提高现有材料的截止充电电压，如4.4V、4.45V、4.6V高电压钴酸锂正极材料等；三是通过改变电池工艺，提高面密度和压实密度或使用更薄的集流体、胶带和铝塑壳等。
[0003]近年来，随着电池技术的发展飞速的提高，广阔的市场提供了更多发展机遇的同时也带来了更大的挑战，对电池使用环境适应性提出了更高的要求，需要电池在不同苛刻环境下均能保持较好的性能，因此，扩大电池使用温度范围成为了电池发展的一个重要课题。为了解决这一问题，人们在电池材料上需要取得更大的进步。电解液作为电池的血液，对电池的高低温性能影响非常大，根据文献，通常会通过在电池电解液中加入成膜添加剂来提高电池的循环性能。例如专利CN201610218844.2、专利CN201610518477.8和专利CN20121009386.5采用氟代碳酸乙烯酯、腈类化合物和其他添加剂等三类主要添加剂组合物来改善钴酸锂电池的高温存储性能。不过专利CN200580017212.X发现当电解液中加入含腈基化合物时，会导致电池存在在高温存储条件下电池溶胀现象和恢复容量显著降低的问题。
[0004]因此，为了促进高电压锂电池的发展，需要开发更多能够同时兼顾电池的循环及倍率性能和高温性能的非水电解液。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种在循环性、高温性和倍率性等方面综合性能平衡良好的非水电解液及高电压锂电池。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0007]一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述的添加剂包括第一添加剂，所述的第一添加剂选自通式(1)所示物质和通式(2)所示物质中的一种或多种，
[0008][0009]其中，G1、G2独立地为键、氧、硫、氮、硅或磷，且G1和G2中至少一个为氧，
[0010]R1为亚烷基、卤代亚烷基或硅基亚烷基((
‑
Si
‑
CH2‑
)(CH3)2)，
[0011]R2为烷基、氟代烷基、烯基、氟代烯基、炔基、氟代炔基或氰基，
[0012]R3为氢、卤素、烷基、卤代烷基、氰基、硅氧烷基((CH3)3(Si
‑
O
‑
))、烷氧基或卤代烷氧基，
[0013]X、Y、Z独立地为碳、氧、硫、氮或磷，且至少一个为氧、硫、氮或磷，
[0014]n为2～6之间的整数。
[0015]优选地，所述的G1和所述的G2中一个为氧，另一个为键。
[0016]优选地，所述的R1为C1～C5亚烷基或C1～C5卤代亚烷基。
[0017]进一步优选地，所述的R1为C1～C4亚烷基或C1～C4卤代亚烷基。
[0018]更进一步优选地，所述的R1为C1～C3亚烷基或C1～C3卤代亚烷基。
[0019]进一步优选地，所述的R1不含支链。
[0020]优选地，所述的R2为C1～C5烷基、C1～C5氟代烷基、C1～C5烯基或C1～C5氟代烯基。
[0021]进一步优选地，所述的R2为C1～C4烷基、C1～C4氟代烷基、C1～C4烯基或C1～C4氟代烯基。
[0022]更进一步优选地，所述的R2为C1～C3烷基、C1～C3氟代烷基、C1～C3烯基或C1～C3氟代烯基。
[0023]优选地，所述的R3为氢或C1～C5烷基。
[0024]例如，所述的R3为氢、甲基、乙基或丙基。
[0025]进一步优选地，所述的R3为氢或C1～C5直链烷基。
[0026]再进一步优选地，所述的R3为氢或未取代的C1～C5直链烷基。
[0027]优选地，X、Y、Z中任意一个为氮，其余为碳。
[0028]优选地，n为3、4或5。
[0029]优选地，所述的第一添加剂为1H
‑
咪唑
‑1‑
乙酸乙酯、2
‑
(3
‑
甲基吡唑
‑1‑
基)乙酸乙酯、1
‑
哌啶乙酸乙酯或2
‑
(1H
‑
咪唑
‑1‑
基)异丁烯酸乙酯中的一种或多种。
[0030]优选地，所述的第一添加剂的投料量为所述的电解液的总质量的0.01～5％。
[0031]进一步优选地，所述的第一添加剂的投料量为所述的电解液的总质量的0.1～5％。
[0032]再进一步优选地，所述的第一添加剂的投料量为所述的电解液的总质量的0.1～2％。
[0033]更进一步优选地，所述的第一添加剂的投料量为所述的电解液的总质量的0.1～1％。
[0034]优选地，所述的添加剂还包括第二添加剂，所述的第二添加剂为具有碳
‑
碳不饱和键的环状碳酸酯、具有氟原子的环状碳酸酯、环状磺酸酯化合物或具有氰基的化合物中的一种或多种。
[0035]进一步优选地，所述的具有碳
‑
碳不饱和键的环状碳酸酯包括但不限于碳酸亚乙烯酯、甲基碳酸亚乙烯酯、4,5
‑
二甲基碳酸亚乙烯酯、苯基碳酸亚乙烯酯、4,5
‑
二苯基碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙烯酯、4,5
‑
二乙烯基碳酸亚乙烯酯、烯丙基碳酸亚乙烯酯、4,5
‑
二烯丙基碳酸亚乙烯酯、4
‑
氟碳酸亚乙烯酯、4
‑
氟
‑5‑
甲基碳酸亚乙烯酯、4
‑
氟
‑5‑
苯基碳酸亚乙烯酯、4
‑
氟
‑5‑
乙烯基碳酸亚乙烯酯、4
‑
烯丙基
‑5‑
氟碳酸亚乙烯；乙烯基碳酸亚乙酯、
4,5
‑
二乙烯基碳酸亚乙酯、4
‑
甲基
‑5‑
乙烯基碳酸亚乙酯、4
‑
烯丙基
‑5‑
乙烯基碳酸亚乙酯、乙炔基碳酸亚乙酯、4,5
‑
二乙炔基碳酸亚乙酯、4
‑
甲基
‑5‑
乙炔基碳酸亚乙酯、4
‑
乙烯基
‑5‑
乙炔基碳酸亚乙酯、4
‑
烯丙基
‑5‑
乙炔基碳酸亚乙酯、苯基碳酸亚乙酯、4,5
‑
二苯基碳酸亚乙酯、4
‑
苯基
‑5‑
乙烯基碳酸亚乙酯、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，包括有机溶剂、电解质盐和添加剂，其特征在于，所述的添加剂包括第一添加剂，所述的第一添加剂选自通式(1)所示物质和通式(2)所示物质中的一种或多种，其中，G1、G2独立地为键、氧、硫、氮、硅或磷，且G1和G2中至少一个为氧，R1为亚烷基、卤代亚烷基或硅基亚烷基，R2为烷基、氟代烷基、烯基、氟代烯基、炔基、氟代炔基或氰基，R3为氢、卤素、烷基、卤代烷基、氰基、硅氧烷基、烷氧基或卤代烷氧基，X、Y、Z独立地为碳、氧、硫、氮或磷，且至少一个为氧、硫、氮或磷，n为2～6之间的整数。2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述的G1和所述的G2中一个为氧，另一个为键，和/或，所述的R1为C1～C5亚烷基或C1～C5卤代亚烷基；和/或，所述的R2为C1～C5烷基、C1～C5氟代烷基、C1～C5烯基或C1～C5氟代烯基；和/或，所述的R3为氢或C1～C5烷基；和/或，X、Y、Z中任意一个为氮，其余为碳；和/或，n为3、4或5。3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述的第一添加剂选自1H
‑
咪唑
‑1‑
乙酸乙酯、2
‑
(3
‑
甲基吡唑
‑1‑
基)乙酸乙酯、1
‑
哌啶乙酸乙酯或2
‑
(1H
‑
咪唑
‑1‑
基)异丁烯酸乙酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述的第一添加剂的投料量为所述的电解液的总质量的0.01～5％。5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述的添加剂还包括第二添加剂，所述的第二添加剂选自具有碳
‑
碳不饱和键的环状碳酸酯、具有氟原子的环状碳酸酯、环状磺酸酯化合物或具有氰基的化合物中的一种或多种；所述的第二添加剂的投料量为所述的电解液的总质量的0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦虎，时二波，陈晓琴，甘朝伦，
申请(专利权)人：张家港市国泰华荣化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：