一种电解液及锂离子电池制造技术

本申请公开了一种电解液及锂离子电池，涉及电池技术领域，电解液包括电解质盐、有机溶剂与添加剂，添加剂至少包括添加剂A和添加剂B；添加剂A为以下结构通式式Ⅰ：，其中，R1～R3分别独立地选自以下结构式式1～式4中的任意一种；添加剂B为以下结构通式Ⅱ：，其中，X为单键不存在或为

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及锂离子电池


[0001]本申请涉及电池
，具体而言，涉及一种电解液及锂离子电池。

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提出了更高的要求。在锂离子电池中，高电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]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，硅材料是目前已知能用于负极材料理论比容最高的材料，硅负极理论最大电池比容量为4200Wh/kg(Li
22
Si5)，但是，硅由于表面颗粒容易破裂以及充放电过程中体积膨胀率较大，在合金化过程中电极材料粉化，使得大量Li离子随着电极材料一起流失，造成严重的不可逆的Li离子消耗，还容易导致电解液在电极表面的副反应较多，例如碳酸酯溶剂被氧化分解，生成烷基碳酸锂，并伴有CO的生成，电解质盐六氟磷酸锂(LiPF6)被氧化分解产生的三氟氧磷以及生成的HF会进一步破坏极片等，使电池稳定性变差，最终影响了电池的高温长循环性能、高温存储性能与安全性能，阻碍了其商业化的应用。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种电解液及锂离子电池，能够同时提升电池的高温长循环性能、高温存储性能以及安全性能。
[0005]本申请公开了一种电解液，包括电解质盐、有机溶剂与添加剂，所述添加剂至少包括添加剂A和添加剂B；
[0006]所述添加剂A为以下结构通式式Ⅰ：
[0007][0008]其中，R1～R3分别独立地选自以下结构式式1～式4中的任意一种；
[0009][0010]所述添加剂B为以下结构通式Ⅱ：
[0011][0012]其中，X为单键不存在或为
‑
CH2‑
；R5和R6分别独立地选自卤素、烷基、卤素取代的烷基中的任意一种；所述添加剂A在所述电解液中的质量占比为0.3％～9.5％，所述添加剂B在所述电解液中的质量占比为5％～15％。
[0013]可选的，所述添加剂A为以下结构式
Ⅰ‑
1～
Ⅰ‑
4中的至少一种：
[0014][0015]可选的，所述添加剂B为以下结构式
Ⅱ‑
1～
Ⅱ‑
5中的至少一种：
[0016][0017]式
Ⅱ‑
1式
Ⅱ‑
2式
Ⅱ‑
3式
Ⅱ‑
4式
Ⅱ‑
5。
[0018]可选的，所述添加剂A为异氰尿酸三(2
‑
丙烯酰氧乙基)酯；其结构式为：
[0019][0020]可选的，所述添加剂B为氟代碳酸乙烯酯；其结构式为：
[0021][0022]可选的，所述添加剂还包括添加剂C，所述添加剂C至少包括磺酸酯化合物与腈类化合物，所述添加剂C在所述电解液中的质量占比为5％～10％。
[0023]可选的，所述添加剂A在所述电解液中的质量占比为0.5％～2％。
[0024]可选的，所述添加剂B在所述电解液中的质量占比为9％～11％。
[0025]可选的，所述电解质盐选自含有氟元素和锂元素的化合物中的至少一种。
[0026]本申请还公开了一种锂离子电池，包括如上所述的电解液。
[0027]本申请的电解液，通过添加剂A的加入，添加剂A中的不饱和官能团在电池化成阶段优先于溶剂在负极侧发生还原，添加剂A的双键官能团可以发生聚合，生成的聚合物具有较强的柔韧性和还原性，在负极表面形成一层紧密的固体电解质钝化膜(SEI)，阻止电解液分解，减少锂离子的消耗，提升电池高温长循环稳定性，此外添加剂A环内含N原子，能够和电解液中游离的HF结合，降低HF对负极界面的侵蚀，保证电池稳定性，提升电池高温长循环和高温存储性能。同时通过添加剂B的加入，氟代环状碳酸酯与添加剂A共同作用在负极表面，再次形成紧密且可修复的固体电解质钝化膜(SEI)结构层，进一步提升电池高温长循环稳定性能和安全性能，并且添加剂B的加入还可以降低电池阻抗，在添加剂A和添加剂B的协同配合使用下共同保护负极，减少锂离子的消耗，提高硅负极侧的稳定性能，提升电池的高温长循环性能、高温存储性能和长循环寿命。
具体实施方式
[0028]需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
[0029]下面参考可选的实施例对本申请作详细说明。
[0030]作为本申请的一实施例，公开了一种电解液，包括电解质盐、有机溶剂与添加剂，添加剂至少包括添加剂A和添加剂B；
[0031]添加剂A为以下结构通式式Ⅰ：
[0032][0033]其中，R1～R3独立地选自以下结构式式1～4中的任意一种；
[0034][0035]添加剂B为以下结构通式式Ⅱ[0036][0037]其中，X为单键不存在或为
‑
CH2‑
；R5和R6分别独立地选自卤素、烷基、卤素取代的烷基中的任意一种；本实施例中R5和R6分别独立地选自卤素、C1
‑
C12烷基、卤素取代的C1
‑
C12烷基；
[0038]添加剂A在电解液中的质量占比为0.5％～9.5％，添加剂A可以为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、9.5％。
[0039]添加剂B在电解液中的质量占比为5％～15％，添加剂B可以为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。
[0040]更具体地，添加剂A为以下结构式
Ⅰ‑
1～
Ⅰ‑
4中的至少一种；
[0041][0042]其中，式
Ⅰ‑
1为异氰尿酸三(2
‑
丙烯酰氧乙基)酯，式
Ⅰ‑
2异氰尿酸三(2
‑
丙烯酰乙基)酯，式
Ⅰ‑
3为异氰尿酸三(2
‑
丙炔酰乙基)酯，式
Ⅰ‑
4为异氰尿酸三(2
‑
丙炔酰氧乙基)酯。
[0043]更具体地，添加剂B为以下结构式
Ⅱ‑
1～
Ⅱ‑
5中的至少一种；
[0044][0045]式
Ⅱ‑
1式
Ⅱ‑
2式
Ⅱ‑
3式
Ⅱ‑
4式
Ⅱ‑
5。
[0046]其中，式
Ⅱ‑
1为氟代碳酸乙烯酯、式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括电解质盐、有机溶剂与添加剂，所述添加剂至少包括添加剂A和添加剂B；所述添加剂A为以下结构通式式Ⅰ：其中，R1～R3分别独立地选自以下结构式式1～式4中的任意一种；所述添加剂B为以下结构通式Ⅱ：其中，X为单键不存在或为
‑
CH2‑
；R5和R6分别独立地选自卤素、烷基、卤素取代的烷基中的任意一种；所述添加剂A在所述电解液中的质量占比为0.3％～9.5％；所述添加剂B在所述电解液中的质量占比为5％～15％。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A为以下结构式
Ⅰ‑
1～
Ⅰ‑
4中的至少一种：
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂B为以下结构式
Ⅱ‑
1～
Ⅱ‑
5中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖资龙，彭昌志，蒋珊，张昌明，胡大林，
申请(专利权)人：广东省豪鹏新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：