【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种富氮唑类化合物在锂离子电池电解液中的应用、锂离子电池电解液及其制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池是目前便携式电子设备的主要电源，在电动汽车、混合动力汽车等高能动力器件上的应用前景十分广阔，不断推动着该工程领域新材料的发展。
2、现有技术中，传统的锂离子电池大多采用烷基碳酸酯、酯溶剂和锂盐(如lipf6)作为电解液，然而由于在高温条件下(55℃及以上)，溶剂(如ec、dmc)会发生脱羧基化反应产生co2，锂盐(如lipf6)会发生分解反应生成lif和pf5(通常刚出厂的电解液只有≤50ppm的含量，随着存放时间增长以及装配电池的材料所含水分，组装电池内部电解液水含量会上升到几百ppm不等)，pf5会和电解液存在的微量水分进一步反应生成hf和pof3，pof3又会与ec、dmc等再反应分解生成co2；又如另一种锂盐libf4在高温下也会发生类似的分解反应，生成bf3和lif，这些副反应都严重影响锂离子电池的循环稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种富氮唑类化合物在锂离子电池电解液中的应用、锂离子电池电解液及其制备方法，本专利技术采用富氮唑类化合物作为锂离子电池电解液的添加剂，能够改善锂离子电池的循环稳定性。
2、为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种富氮唑类化合物在锂离子电池电解液中的应用，所述富氮唑类化合物具有如下结构：
4、
5、其中，所
6、优选地，所述芳香基为苯基，所述r7和r8与所连的碳原子和氮原子成7元环。
7、优选地，所述富氮唑类化合物为1,2,4-三氮唑、1h-四氮唑、2h-1,2,3-三氮唑、2h-苯骈三氮唑、2-苯基-2h-1,2,3-三氮唑、1-甲基-1,2,4-三氮唑、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、2h-四氮唑、戊四唑和5-苯基-2h-四氮唑中的一种。
8、本专利技术还提供了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、溶剂和富氮唑类化合物；所述富氮唑类化合物具有如下结构：
9、
10、其中，所述r1～r10独立为氢原子、巯基、氨基、芳香基或含有1～6个碳原子的烷基，或者r7和r8与所连的碳原子和氮原子成环。
11、优选地，所述锂盐包括二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种。
12、优选地，所述溶剂包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二乙酯、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乙酸甲酯和己二腈中的一种或多种。
13、优选地，所述锂盐、富氮唑类化合物和溶剂的质量比为10～14:0.1～1:80～90。
14、优选地，所述锂离子电池电解液还包括成膜添加剂；所述成膜添加剂的质量为锂离子电池电解液的总质量的0.5～5％。
15、优选地，所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、丙烯酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂和联苯中的一种或多种。
16、本专利技术还提供了上述技术方案所述锂离子电池电解液的制备方法，包括以下步骤：
17、将锂盐溶解于溶剂中，得到基础电解液；
18、将所述基础电解液和锂离子电池电解液中的其它组分混合，得到所述锂离子电池电解液。
19、本专利技术提供了一种富氮唑类化合物在锂离子电池电解液中的应用，所述富氮唑类化合物具有如下结构：
20、
21、其中，所述r1～r10独立为氢原子、巯基、氨基、芳香基或含有1～6个碳原子的烷基，或者r7和r8与所连的碳原子和氮原子成环。本专利技术所述富氮唑类化合物具有高极性，使锂离子电池电解液中电解质(锂)盐的溶解有所提升，从而提高锂离子电池电导率和转移数；同时富氮唑类化合物通过与电解质盐形成离子配合物，可以稳定电解质盐，从而抑制电解质盐中反复出现的副反应(锂盐和溶剂的分解)，有助于提高电池的高温性能，进而提高锂离子电池的循环性能及存储性能。
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1.一种富氮唑类化合物在锂离子电池电解液中的应用，其特征在于，所述富氮唑类化合物具有如下结构：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述芳香基为苯基，所述R7和R8与所连的碳原子和氮原子成7元环。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述富氮唑类化合物为1,2,4-三氮唑、1H-四氮唑、2H-1,2,3-三氮唑、2H-苯骈三氮唑、2-苯基-2H-1,2,3-三氮唑、1-甲基-1,2,4-三氮唑、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、2H-四氮唑、戊四唑和5-苯基-2H-四氮唑中的一种。
4.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括锂盐、溶剂和富氮唑类化合物；所述富氮唑类化合物具有如下结构：
5.根据权利要求4所述锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述锂离子电池电解液，其特征在于，所述溶剂包括碳酸甲乙酯、碳酸
7.根据权利要求4～6任一项所述锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐、富氮唑类化合物和溶剂的质量比为10～14:0.1～1:80～90。
8.根据权利要求4所述锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂离子电池电解液还包括成膜添加剂；所述成膜添加剂的质量为锂离子电池电解液的总质量的0.5～5％。
9.根据权利要求8所述锂离子电池电解液，其特征在于，所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯、丙烯酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂和联苯中的一种或多种。
10.根据权利要求4～9任一项所述锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种富氮唑类化合物在锂离子电池电解液中的应用，其特征在于，所述富氮唑类化合物具有如下结构：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述芳香基为苯基，所述r7和r8与所连的碳原子和氮原子成7元环。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述富氮唑类化合物为1,2,4-三氮唑、1h-四氮唑、2h-1,2,3-三氮唑、2h-苯骈三氮唑、2-苯基-2h-1,2,3-三氮唑、1-甲基-1,2,4-三氮唑、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、2h-四氮唑、戊四唑和5-苯基-2h-四氮唑中的一种。
4.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括锂盐、溶剂和富氮唑类化合物；所述富氮唑类化合物具有如下结构：
5.根据权利要求4所述锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李扬，何子明，舒绪刚，杨富杰，余婧，尚京旗，陈怡颖，周裕茂，杨坤建，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：
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