一种添加剂、电解液和电池制造技术

技术编号：44131104 阅读：4 留言：0更新日期：2025-01-24 22:50

本发明专利技术提供一种添加剂、电解液和电池，该添加剂包括具有如式(Ⅰ)和/或式(ⅠⅠ)所示结构式的添加剂A。本发明专利技术的添加剂的加入可显著提升锂离子电池的安全性能，并同时具有优异的循环性能和倍率性能。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种添加剂、电解液和电池。

技术介绍

1、近年来，随着锂离子电池的不断发展，安全成为消费电池及动力电池重点关注性能之一，然而随着快充及能量密度的需求不断提升，安全性能的缺陷不断放大，电压体系越来越高，锂离子电池的热失控风险显著提高，而且能量密度不断提高，会导致活性物质负载不断增加，使得电池的安全系数在热失控下不断下降；因此，如何在提升锂离子电池安全性能的同时不牺牲其循环及倍率性能，成为目前重点关注和研究的方向。

技术实现思路

1、基于上述问题，本专利技术提供一种添加剂、电解液和电池。本专利技术的添加剂的加入可显著提升锂离子电池的安全性能，并同时具有优异的循环性能和倍率性能。

2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：

3、本专利技术的第一方面提供了一种添加剂，所述添加剂包括具有如式(ⅰ)和/或式(ⅰⅰ)所示结构式的添加剂a，

4、

5、式(ⅰ)中，所述r1、r2各自独立地选自取代或未取代的c1-8烷氧基、取代或未取代的c2-5烯氧基、取代或未取代的c6-12芳氧基中的一种，其中，取代时，所用的取代基为卤素；所述r3、r4各自独立地选自o、s；式(ⅰⅰ)中，所述r5、r6、r7、r8各自独立地选自o、s或不存在。

6、本专利技术的第二方面提供了一种电解液，所述电解液包括添加剂、锂盐和溶剂，所述添加剂为本专利技术第一方面所述的添加剂；

7、优选地，所述添加剂还包括腈类添加剂

8、优选地，所述腈类添加剂包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、1,3,6-己烷三腈、甘油三腈中的至少一种。

9、本专利技术的第三方面提供了一种电池，所述电池包括电解液、正极、负极和隔膜，所述电解液为本专利技术第二方面所述的电解液；

10、所述正极包含层状锂复合氧化物，其化学式为li(1+x)niycozm(1-y-z)o2，其中，-0.1≤x≤1；0≤y≤1，0≤z≤1，且0≤y+z≤1；其中，m为mg、zn、ga、ba、al、fe、cr、sn、v、mn、sc、ti、nb、mo和zr中的至少一种。

11、通过上述技术方案，本专利技术与现有技术相比至少具有以下优势：

12、(1)本专利技术提供的添加剂所具有的如式(ⅰ)和/或式(ⅰⅰ)所示结构式的添加剂a，其包含多个缺电子的磷原子，能够使其比普通磷酸酯结构具有更强的络合效果，多位点吸附作用可显著提升对过渡金属的络合效果或者作用，显著改善高电压体系下的高温循环及高温搁置循环性能。

13、(2)本专利技术提供的添加剂所具有的如式(ⅰ)和/或式(ⅰⅰ)所示结构式的添加剂a，其包含的大环多磷酸酯结构相对普通磷酸酯结构，首先其对自由基阻断反应更迅速，能够优先改善热失控，并且其在阻断位点生成的含磷大分子可快速隔绝短路的持续发生，且其生成的含磷大分子稳定性极高，短路点覆盖后可彻底隔绝正负极，避免进一步热失控在同一位点发生，显著改善热冲击性能。

14、(3)本专利技术提供的添加剂所具有的如式(ⅰ)和/或式(ⅰⅰ)所示结构式的添加剂a，其具有的大分子结构进入隔膜空隙后，可显著提升隔膜的离子传输能力，并提升锂离子电池的大倍率充放电的性能。

15、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

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【技术保护点】

1.一种添加剂，其特征在于，所述添加剂包括具有如式(Ⅰ)和/或式(ⅠⅠ)所示结构式的添加剂A，

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂A包括如(A1)～(A6)所示的化合物中的至少一种：

3.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括添加剂、锂盐和溶剂，所述添加剂为权利要求1-2任一项所述的添加剂；

4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂A的质量含量X wt％，满足0.1wt％≤X wt％≤8wt％；优选地，0.5wt％≤X wt％≤4wt％；

5.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括含硫添加剂；

6.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括硼酸锂类添加剂；

7.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述锂盐还包括六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂和二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种；</p>

8.一种电池，其特征在于，所述电池包括电解液、正极、负极和隔膜，所述电解液为权利要求3-7任一项所述的电解液；

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述负极包含碳基负极材料和/或硅基负极材料；

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述隔膜为聚乙烯隔膜，所述隔膜的厚度为4μm～12μm。

...

【技术特征摘要】

1.一种添加剂，其特征在于，所述添加剂包括具有如式(ⅰ)和/或式(ⅰⅰ)所示结构式的添加剂a，

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂a包括如(a1)～(a6)所示的化合物中的至少一种：

3.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括添加剂、锂盐和溶剂，所述添加剂为权利要求1-2任一项所述的添加剂；

4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂a的质量含量x wt％，满足0.1wt％≤x wt％≤8wt％；优选地，0.5wt％≤x wt％≤4wt％；

5.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括含硫添加剂；

6.根据权利要求3所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李希平，王海，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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