System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电解液添加剂、电解液、电池及电子设备制造技术_技高网

电解液添加剂、电解液、电池及电子设备制造技术

技术编号:44858200 阅读:8 留言:0更新日期:2025-04-01 19:50
本申请涉及一种电解液添加剂、电解液、电池及电子设备。该电解液添加剂包括所述电解液添加剂包括第一添加剂;第一添加剂包括含氮化合物和多腈化合物,多腈化合物包括第一腈类添加剂和/或第二腈类添加剂;其中,含氮化合物的结构式如式1所示;第一腈类添加剂的结构式如式2所示;第二腈类添加剂的结构式如式3所示。本申请提供的方案,能够使电池呈现优异的循环性能和存储性能。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,尤其涉及电解液添加剂、电解液、电池及电子设备


技术介绍

1、锂离子电池广泛应用于消费类电子产品、新能源汽车及储能等领域。随着新能源汽车行业的快速发展,消费者对续航里程和应用场景提出了更高的要求,即电池具有更高的能量密度。

2、为了提升电池的能量密度,方法之一是提升电池的工作电压。然而,在高工作电压下,电池内部会出现一些副反应,例如正极活性材料出现结构相变、过渡金属溶出,正极活性材料与电解液之间的界面副反应加剧,电池的正负极界面膜稳定性不足出现分解等,从而导致电池的循环性能和存储性能劣化。目前已有大量添加剂被报道来解决上述问题,例如碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酮、碳酸氟乙烯酯和己二腈等,然而这些添加剂并不能完全抑制上述副反应。

3、因此,本领域技术人员亟待开发一种能够提升电池在高电压下的循环性能和存储性能的电解液添加剂。


技术实现思路

1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题,本申请提供一种电解液添加剂、电解液、电池及电子设备,能够提升电池的循环性能和存储性能。

2、本申请第一方面提供一种电解液添加剂,其中,所述电解液添加剂包括第一添加剂;所述第一添加剂包括含氮化合物和多腈化合物,所述多腈化合物包括第一腈类添加剂和/或第二腈类添加剂;其中,

3、所述含氮化合物的结构式如下:

4、

5、其中,r1、r2各自独立地选自h原子和c1~c8的烷基中的一种;

6、所述第一腈类添加剂的结构式如下:

7、nc-r3-o-r4-o-r5-cn

8、式2

9、式2中,r3、r4、r5各自独立地选自取代或非取代的c1~c8的亚烷基,其中,取代基选自含有氰基和烷氧基的c1~c8烷基;

10、所述第二腈类添加剂的结构式如下:

11、nc-r6-cn

12、式3

13、式3中,r6选自取代或非取代的c1~c10的亚烷基、取代或非取代的c2~c10的亚烯烃基,其中,取代基选自c1~c8的烷基、c2~c8的烯烃基、氰基中的至少一种。

14、如上所述的电解液添加剂,其中,所述含氮化合物包括式1-1和/或式1-2所示的化合物:

15、

16、和/或,所述式2的第一腈类添加剂包括式2-1和/或式2-2所示的化合物:

17、

18、和/或,所述式3的第二腈类添加剂包括式3-1~式3-10所示的化合物中的至少一种:

19、

20、

21、如上所述的电解液添加剂,其中,所述含氮化合物在所述电解液中的质量百分含量为0.1%~4%;

22、所述多腈化合物在所述电解液中的质量百分含量为2%~6%。

23、如上所述的电解液添加剂,其中,所述第一腈类添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1%~2%;

24、所述第二腈类添加剂在所述电解液中的质量百分含量为2%~6%。

25、如上所述的电解液添加剂,其中,所述电解液添加剂还包括第二添加剂,所述第二添加剂包括式4所示的化合物:

26、

27、其中,r7、r8各自独立地选自h、取代或未取代的环状碳酸酯基团、取代或未取代的环状硫酸酯基团。

28、如上所述的电解液添加剂,其中,所述第二添加剂包括式4-1~式4-5所示的化合物中的至少一种:

29、

30、

31、如上所述的电解液添加剂,其中,所述第一添加剂和所述第二添加剂的质量比为(0.1~8):(0.1~8);优选地,所述第一添加剂和所述第二添加剂的质量比为(1~4):(1~4)。

32、如上所述的电解液添加剂,其中,还包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丙烯磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、乙二醇双(丙腈)醚、五氟乙氧基磷腈、双环己基碳酰、亚胺磷酸三甲酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

33、本申请第二方面提供一种电解液,其中,包括有机溶剂、电解液添加剂和电解质盐,所述电解液添加剂采用如上所述的电解液添加剂。

34、如上所述的电解液,其中,所述有机溶剂在所述电解液中的质量百分含量为20%~80%;和/或,

35、所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、氟代乙酸乙酯、氟代碳酸甲乙酯、氟代碳酸二甲酯、氟代碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、环丁砜、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、正丁酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等中的一种或多种;和/或,

36、所述电解质盐在所述电解液中的质量百分含量为10%~30%;和/或,

37、所述电解质盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟磷酸锂、,锂氰基(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺中的一种或多种;和/或,

38、所述电解液添加剂在所述电解液中的质量百分含量为5%~35%。

39、本申请第三方面提供一种电池,其中,包括正极片、负极片、隔膜及如上所述的电解液。

40、如上所述的电池,其中,所述正极片包括正极集流体及设于所述正极集流体上的正极活性材料层,所述正极活性材料层包括正极活性材料,所述正极活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂中的至少一种;

41、所述负极片包括负极集流体及设于所述负极集流体上的负极活性材料层,所述负极活性材料层包括负极活性材料,所述负极活性材料包括石墨、硬碳、硅、硅氧化合物、硅碳化合物中的至少一种。

42、本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:电解液添加剂包括第一添加剂,且第一添加剂包括具有结构式1的含氮化合物和多腈化合物,多腈化合物包括具有式2结构式的第一腈类添加剂和/或具有式3结构式的第二腈类添加剂时,含氮化合物与多腈化合物进行协同作用,一方面,含氮化合物包含的氮杂环结构能够发生开环反应,参与负极界面膜的构建,有效促进负极界面膜中无机物含量的增加,提升负极界面膜的机械强度和锂离子迁移率,从而提升sei膜在高工作电压下的结构稳定性,避免sei膜破裂使电解液与负极活性材料接触,从而避免发生副反应导致产气问题,同时该化合物的成膜阻抗低,可有效提升锂离子迁移率、降低电池的内阻,提升电池的循环性能;另一方面,多腈化合物能够与正极活性材料中的过渡金属进行络合、吸附,避免过渡金属的溶出,提升正极活性材料的稳定性,减少电解液在正极活性材料表面的氧化分解所导致的产气,以及避免过渡金属迁移至负极活性材料导致负极界面膜的破损,从而提升电池的循环性能和存储性能。

43、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。

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【技术保护点】

1.一种电解液添加剂,其特征在于,所述电解液添加剂包括第一添加剂;所述第一添加剂包括含氮化合物和多腈化合物,所述多腈化合物包括第一腈类添加剂和/或第二腈类添加剂;其中,

2.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述含氮化合物包括式1-1和/或式1-2所示的化合物:

3.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述含氮化合物在所述电解液中的质量百分含量为0.1%~4%;

4.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述第一腈类添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1%~2%;

5.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述电解液添加剂还包括第二添加剂,所述第二添加剂包括式4所示的化合物:

6.根据权利要求5所述的电解液添加剂,其特征在于,所述第二添加剂包括式4-1~式4-5所示的化合物中的至少一种:

7.根据权利要求5至6任一项所述的电解液添加剂,其特征在于,所述第一添加剂和所述第二添加剂的质量比为(0.1~8):(0.1~8);优选地,所述第一添加剂和所述第二添加剂的质量比为(1~4):(1~4)。

8.根据权利要求1至5任一项所述的电解液添加剂,其特征在于,还包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丙烯磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、乙二醇双(丙腈)醚、五氟乙氧基磷腈、双环己基碳酰、亚胺磷酸三甲酯、六亚甲基二异氰酸酯中的一种或多种。

9.一种电解液,其特征在于,包括有机溶剂、电解液添加剂和电解质盐,所述电解液添加剂采用权利要求1~8任一项所述的电解液添加剂。

10.根据权利要求9所述的电解液,其特征在于,所述有机溶剂在所述电解液中的质量百分含量为20%~80%;和/或,

11.一种电池,其特征在于,包括正极片、负极片、隔膜及权利要求9或10所述的电解液。

12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述正极片包括正极集流体及设于所述正极集流体上的正极活性材料层,所述正极活性材料层包括正极活性材料,所述正极活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂中的至少一种;

...

【技术特征摘要】

1.一种电解液添加剂,其特征在于,所述电解液添加剂包括第一添加剂;所述第一添加剂包括含氮化合物和多腈化合物,所述多腈化合物包括第一腈类添加剂和/或第二腈类添加剂;其中,

2.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述含氮化合物包括式1-1和/或式1-2所示的化合物:

3.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述含氮化合物在所述电解液中的质量百分含量为0.1%~4%;

4.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述第一腈类添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.1%~2%;

5.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述电解液添加剂还包括第二添加剂,所述第二添加剂包括式4所示的化合物:

6.根据权利要求5所述的电解液添加剂,其特征在于,所述第二添加剂包括式4-1~式4-5所示的化合物中的至少一种:

7.根据权利要求5至6任一项所述的电解液添加剂,其特征在于,所述第一添加剂和所述第二添加剂的质量比为(0.1~8):(0.1~...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘雨薇李枫于立娟胡大林廖兴群
申请(专利权)人:深圳市豪鹏科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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