一种锂离子电池电解液及其锂离子电池制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池电解液及其锂离子电池，电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，有机溶剂包括碳酸乙烯酯，添加剂包括添加剂A；添加剂A的含量为电解液总重量的0.5％～10％；添加剂A的结构通式为下式1：式1中，R1、R2独立地为选自被卤素取代或未被取代的C1

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液及其锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池电解液及其锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池正极材料表面覆盖有高强度的CEI层，传统的CEI中，富有机质的CEI与正极表面结合，不能承受正极的体积变化，导致在锂离子脱嵌过程中发生断裂，正极与电解液之间发生持续的副反应。此外，富有机质的CEI在高电压下容易氧化，进一步加速容量衰减。
[0003]正极中由体积变化引起的裂纹可以被抑制，这将显著提高正极的循环寿命。形成一个稳定的CEI，以保证高电位下正极材料的稳定性，从而提升锂离子电池的高温循环寿命和高温存储性能，是电解液领域的研究难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种锂离子电池电解液及其锂离子电池，提升锂离子电池的高温循环寿命和高温存储性能。
[0005]本专利技术公开了一种锂离子电池电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，所述添加剂包括添加剂A；所述添加剂A的含量为所述电解液总重量的0.5％～10％；所述添加剂A的结构通式为下式1：
[0006][0007]式1中，R1、R2独立地为选自被卤素取代或未被取代的C1
‑
C20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3
‑
C20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1
‑
C20烯烃基或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6
‑/>C26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6
‑
C26的稠环芳烃基、空键。
[0008]可选地，所述添加剂A的结构式为下式2：
[0009][0010]CAS:74646
‑
12
‑
1。
[0011]可选地，所述添加剂A的含量为所述电解液总重量的1％。
[0012]可选地，所述添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯以及腈类化合物。
[0013]可选地，所述磺酸酯化合物为1,3
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丙磺酸内酯，所述氟碳酸酯为氟代碳酸乙烯酯，所述腈类化合物包括丁二腈、己二腈、1,3,6
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己烷三腈；所述1,3
‑
丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二腈、1,3,6
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己烷三腈的含量分别为所述电解液总重量的3％、8％、1％、1％、2％。
[0014]可选地，所述有机溶剂还包括碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中至少一种。
[0015]可选地，所述有机溶剂包括碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯；所述碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯的质量比为1：1：2：6。
[0016]可选地，所述锂盐选自六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种。
[0017]可选地，所述锂盐浓度为0.8％～1.3M。
[0018]本专利技术还公开了一种锂离子电池，包括如上述的锂离子电池电解液。
[0019]本专利技术的锂离子电池电解液通过添加添加剂A，能够显著提升锂离子电池的高温循环寿命和高温存储性能。
具体实施方式
[0020]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，但是本专利技术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。
[0021]下面参考可选的实施例对本专利技术作详细说明。
[0022]作为本专利技术的一实施例，公开了一种锂离子电池电解液，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，所述添加剂包括添加剂A；所述添加剂A的含量为所述电解液总重量的0.5％～10％；所述添加剂A的结构通式为下式1：
[0023][0024]式1中，R1、R2独立地为选自被卤素取代或未被取代的C1
‑
C20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3
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C20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1
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C20烯烃基或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6
‑
C26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6
‑
C26的稠环芳烃基、空键。
[0025]具体地，当R1、R2各自独立地为选自碳原子数为1～20的烷烃基时，烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状基和环状基均可，其中链状烃基又包括直链基和支链基，另外，环状基上可以有取代基，也可以不含有取代基。
[0026]作为烃基的实例，具体可以举出：乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、二甲基丁基、1
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乙基丙基、1
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甲基丁基、2
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甲基丁基、正己基、异己基、2
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己基、3
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己基、环己基、2
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甲基戊基、3
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甲基
戊基、1，1，2
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三甲基丙基、3，3
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二甲基丁基、正庚基、2
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庚基、3
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庚基、2
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甲基己基、3
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甲基己基、4
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甲基己基、异庚基、环庚基、正辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烃基、十二烃基、十三烃基、十四烃基、十五烃基、十六烃基、十七烃基、十八烃基、十九烃基、二十烃基。
[0027]本专利技术的锂离子电池电解液，添加剂A在0.5％～10％的范围内，由于添加剂A中硼原子的存在，硼原子可以络合由LiPF6分解产生的PF5，提高锂盐解离能力，降低表面阻抗，同时抑制PF5和有机溶剂发生的副反应。在首次化成阶段，添加剂A在低电位下发生还原，参与SEI膜的形成，促进SEI内部的LiF形成，并在有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)发生还原时可共同反应形成聚合物，形成SEI外部的有机层，即添加剂A参与构建具有机械韧性的SEI膜。
[0028]另外，由于硼原子的缺电子效应，硼和正极材料钴酸锂LiCoO2(LCO)的M
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O的氧配位，同时两个自由电子结合成键，牢固附着在正极表面，能够有效的防止正极材料循环过程中的体积膨胀，避免在锂离子脱嵌过程中发生断裂，正极与电解液之间发生持续的副反应。具体地，添加剂A能参与形成富无机CEI，富无机CEI与正极的键合较弱，在正极体积变化过程中承受的应变/应力较小，从而能够保持其对正极的保护作用。
[0029]此外，由于极低的电子导电性，富含无机物的界面相(CEI和SEI)也非常薄，并且具有广阔的电化学稳定性窗口，使其对正极和负极都具有良好的钝化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯，所述添加剂包括添加剂A；所述添加剂A的含量为所述电解液总重量的0.5％～10％；所述添加剂A的结构通式为下式1：式1中，R1、R2独立地为选自被卤素取代或未被取代的C1
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C20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3
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C20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1
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C20烯烃基或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6
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C26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6
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C26的稠环芳烃基、空键。2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A的结构式为下式2：3.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A的含量为所述电解液总重量的1％。4.如权利要求1至3任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯以及腈类化合物。5.如权利要求4所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述磺酸酯化合物为1,3
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丙磺酸内...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟，张昌明，李枫，胡大林，廖兴群，
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：