一种高温性能优异的电池电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种高温性能优异的电池电解液及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。所述电池电解液包括电解质锂盐、有机溶剂和复合功能添加剂；所述复合功能添加剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B，以及其他添加剂。本发明专利技术使用含硼酸酯基的吡啶类化合物A与含硅氧基和炔基的羧基酯类化合物作为复合功能添加剂，在该体系中化合物A可优先成膜，硼作为成膜骨架和中心连接点，与化合物B的碳碳三键在电池的正极和负极形成交联的聚合物膜，所形成的交联聚合物膜结构更加致密、稳定，从而有效提升高温性能。吡啶环可以有效捕获HF和PF5，防止其侵蚀电极材料，烷基硅氧基可以降低电池阻抗，提高电池的循环性能。提高电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种高温性能优异的电池电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种高温性能优异的电池电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池以其较高的工作电压高、较高的能量密度、长循环寿命等优点，目前广泛应用在智能手机、笔记本电脑、电动工具、电子产品等方面。在全球能源环境持续恶化的今天，锂离子电池产业在新能源领域所起的作用日益凸显，其在电动汽车、航空航天、军事移动通信工具和智能储能电网设备等领域的运用也得到应用。
[0003]电解液被称为电池的“血液”，是连接正负电极的桥梁，在电池内部发挥离子导电的功能。电解液不仅对电极／电解液界面的性能具有重要的调控作用，而且对电池性能的影响包括容量、内阻、倍率充放电性能、工作温度、存储等乃至对锂离子电池过充电、过放电以及安全性能起着至关重要影响。
[0004]因此，从电解液着手，通过优化电解液组成，来改善电池的性能是最搞笑的解决方案。
[0005]在电解液体系中加入添加剂，可以在电池首次充电过程中形成CEI/SEI膜，稳固电极表面，增加电池的使用寿命。添加剂不仅能提高电极表面的CEI/SEI膜质量，同时能降低电池循环过程中不可逆容量损失和产
‑
气量，提高LiPF6对有机电解液的热稳定性，并防止正极材料发生金属溶解成过充等。
[0006]因此，在本领域，期望开发一种能够解决锂离子电池中固体电解质界面膜不稳定、在长循环过程中容量保持率低等问题的电解液。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高温性能优异的电池电解液及锂离子电池。
[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种高温性能优异的电池电解液，所述电池电解液包括电解质锂盐、有机溶剂和复合功能添加剂。
[0009]所述复合功能添加剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B，以及其他添加剂。
[0010]其中，R1和R2各自独立地选自任选取代的C1~C6的烷基中的一种；R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、卤素、氰基、任选取代的C1~C6的烷基或任选取代的C1~C6的烷氧基中的一种；R7、R8、R9和R
11
各自独立地选自氢或任选取代的C1~C6的烷基中的一种；R
10
选自任选取代的C1~C6的烷基或C1~C6的烯烃基中的一种。
[0011]优选地，R1和R2各自独立地选自
‑
CH3或
‑
CH2CH3中的一种。
[0012]优选地，R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、氟、氰基、任选取代的C1~C3的烷基或任选取代的C1~C3的烷氧基中的一种。
[0013]优选地，R7、R8、R9和R
11
各自独立地选自
‑
CH3、
‑
CH2CH3或
‑
C(CH3)3中的一种。
[0014]优选地，R
10
选自
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
C(CH3)2‑
或
‑
CH(CH2CH3)
‑
中的一种。
[0015]优选地，所述化合物A包括如下所述的化合物中的一种或几种。
[0016][0016][0017]优选地，所述化合物B包括如下所述的化合物中的一种或几种。
[0018][0018][0019]优选地，以所述电解液的总质量为100%计，化合物A和化合物B的质量百分含量为1%~6%。
[0020]优选地，化合物A和化合物B的质量比为0.5~1.5:1。
[0021]优选地，所述其他添加剂包括碳酸酯类、硫酸酯类、亚硫酸酯类或氟代碳酸酯类中的一种或几种；优选地，所述其他添加剂的质量百分含量为3%~10%。
[0022]优选地，所述电解质锂盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双
‑
(三氟甲基磺酰基)亚胺锂、双(氟代磺基)亚胺锂、二氟磷酸锂或二氟双草酸磷酸锂中一种或几种。
[0023]优选地，所述电解质锂盐的质量百分含量为10%~50%。
[0024]优选地，所述有机溶剂包括碳酸酯、卤代碳酸酯、羧酸酯、丙酸酯、氟醚、芳香烃或卤代芳烃中的一种或几种。
[0025]优选地，所述有机溶剂的质量百分含量为40%~85%。
[0026]本专利技术的目的之二在于提供一种锂离子电池，所述电池包括如上所述的锂离子非水电池电解液。
[0027]本专利技术的有益效果包括：本专利技术使用含硼酸酯基的吡啶类化合物A与含硅氧基和炔基的羧基酯类化合物作为复合功能添加剂，化合物A的硼酸酯基的氧化电位低于碳酸酯溶剂，可优先成膜，同时硼可作为成膜骨架和中心连接点，与化合物B的碳碳三键在电池的正极和负极形成交联的聚合物膜，所形成的交联聚合物膜结构更加致密、稳定，可以有效提升锂离子电池的高温性能。同时，吡啶具有路易斯碱的特性，可以有效捕获HF和PF5，防止其侵蚀电极材料。烷基硅氧基可以降低电池阻抗，从而提高电池的循环性能。化合物B中的羧酸酯基还可以有效抑制电解液的氧化分解，增强电解液的抗氧化性。
具体实施方式
[0028]在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下可实现实施方案。
[0029]除非本专利技术中另外要求，词语“包括”和“包含”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
[0030]在整个本说明书中提到的“一实施方案”或“实施方案”或“一种优选地实施方式案”或“某些实施方案”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在一种优选地实施方式案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
[0031]根据本专利技术的第一个方面，提供了一种锂离子非水电池电解液，所述电池电解液包括电解质锂盐、有机溶剂和复合功能添加剂；所述复合功能添加剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B，以及其他添加剂；其中，R1和R2各自独立地选自任选取代的C1~C6的烷基中的一种；R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、卤素、氰基、任选取代的C1~C6的烷基或任选取代
的C1~C6的烷氧基中的一种；R7、R8、R9和R
11
各自独立地选自氢或任选取代的C1~C6的烷基中的一种；R
10
选自任选取代的C1~C6的烷基或C1~C6的烯烃基中的一种。
[0032]在本专利技术中，使用含硼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温性能优异的电池电解液，其特征在于，所述电池电解液包括电解质锂盐、有机溶剂和复合功能添加剂；所述复合功能添加剂包括如式1所示的化合物A和如式2所示的化合物B，以及其他添加剂；其中，R1和R2各自独立地选自任选取代的C1~C6的烷基中的一种；R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、卤素、氰基、任选取代的C1~C6的烷基或任选取代的C1~C6的烷氧基中的一种；R7、R8、R9和R
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各自独立地选自氢或任选取代的C1~C6的烷基中的一种；R
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选自任选取代的C1~C6的烷基或C1~C6的烯烃基中的一种。2.如权利要求1所述的高温性能优异的电池电解液，其特征在于：R1和R2各自独立地选自
‑
CH3或
‑
CH2CH3中的一种；R3、R4、R5和R6各自独立地选自氢、氟、氰基、任选取代的C1~C3的烷基或任选取代的C1~C3的烷氧基中的一种；R7、R8、R9和R
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各自独立地选自
‑
CH3、
‑
CH2CH3或
‑
C(CH3)3中的一种；R
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选自
‑
CH2‑
、
‑
CH2CH2‑
、
‑
CH2CH2CH2‑
、
‑
C(CH3)2‑
或
‑
CH(CH2CH3...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔顺攀，张和平，卢胜娟，赵倩慧，孙春胜，李新丽，
申请(专利权)人：香河昆仑新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：