【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電池，具體涉及一種電解液添加劑及其應用。
技術介紹
1、電解質在電池正負極間起著離子導電、電子絕緣的作用。鋰離子二次電池具有高比能量、無記憶效應、循環壽命長等優點，被廣泛應用于3c數碼、電動工具、航天、儲能、動力汽車等領域，電解質的性質對其循環壽命、工作溫度范圍、充放電效率、安全性及功率密度等性能有重要的影響。
2、隨著新能源汽車和移動便攜領域的快速發展，人們對鋰離子電池的安全性能、能量密度和倍率性能提出了更高的要求，當前提高能量密度的主要途徑包括使用具有高比容量的正、負極活性材料、添加添加劑以及提高鋰離子電池的工作電壓。其中，提高鋰離子電池的工作電壓會導致正極活性材料氧化性增加，進而導致電解液更容易氧化分解，不僅產生大量氣體副產物造成電池鼓脹，而且固態副產物沉積在正極材料的表面，導致電池界面阻抗急劇升高，電池的性能迅速劣化，嚴重限制了其更廣泛的使用。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種電解液添加劑及其應用，將該電解液添加劑添加到電池中，能夠有效地改善高電壓電池中電解液在高溫儲存下的易產氣和導致電池界面阻抗升高的問題，提高電池的高溫存儲性能、循環性能和安全性能，降低電池初始阻抗，抑制循環阻抗的增長，提升電池的倍率性能和循環壽命。同時，該電解液添加劑能夠適配多種電極材料，具有廣泛的應用價值。
2、在本專利技術的第一個方面，本專利技術提出了一種電解液添加劑。根據本專利
3、
4、其中，r1、r2、r3和r4各自獨立地為h、鹵素原子、氰基、未被取代或氟原子取代的碳原子數為1～3的烷基或未被取代或氟原子取代的碳原子數為2～3的烯基。
5、根據本專利技術上述實施例的電解液添加劑，其包括第一添加劑，第一添加劑包括式(1)所示的氰基硅烷磷酸酯類化合物，由于其結構中含有硅烷基，能夠與負極活性材料更快速地反應鈍化形成致密的sei膜，隔絕負極活性材料與電解液中的溶劑相接觸，從而抑制電解液中的溶劑在負極附近被還原而產氣的過程，同時，其結構中含有氰基，一方面氰基能夠與電解液中的hf和水分反應，從而抑制正極活性材料表面鈍化膜的破壞，減緩正極活性材料與電解液中的溶劑相接觸，從而抑制電解液中的溶劑在正極附近被氧化而產生氣體副產物和固態副產物的過程，另一方面氰基對水有較大的親和能力，可以抑制水與電解液中的鋰鹽反應產生hf，從而對sei膜起到保護作用，提高sei膜的穩定性，由此，將該電解液添加劑添加到電池中，能夠有效地改善高電壓電池中電解液在高溫儲存下的易產氣和導致電池界面阻抗升高的問題，提高電池的高溫存儲性能、循環性能和安全性能，降低電池初始阻抗，抑制循環阻抗的增長，提升電池的倍率性能和循環壽命。由此，本專利技術的電解液添加劑能夠與電極的活性材料更快速地反應鈍化形成致密的保護膜，從而將其添加到電池中，能夠有效地改善高電壓電池中電解液在高溫儲存下的易產氣和導致電池界面阻抗升高的問題，提高電池的高溫存儲性能、循環性能和安全性能，降低電池初始阻抗，抑制循環阻抗的增長，提升電池的倍率性能和循環壽命。同時，該電解液添加劑能夠適配多種電極材料，具有廣泛的應用價值。
6、另外，根據本專利技術上述實施例的電解液添加劑還可以具有如下附加的技術特征：
7、在本專利技術的一些實施例中，r1、r2和r3中的至少一個為h。由此，有利于提升電池的倍率性能和循環壽命。
8、在本專利技術的一些實施例中，r1、r2和r3中的至少一個為氟取代的烷基。由此，有利于提高電池的高溫存儲性能、循環性能和安全性能。
9、在本專利技術的一些實施例中，所述第一添加劑包括化合物(ⅰ)和/或化合物(ⅱ)，
10、
11、在本專利技術的一些實施例中，所述電解液添加劑還包括第二添加劑，所述第二添加劑包括二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、1,3-丙烷磺內酯、硫酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸丙烯酯、1,4-丁烷磺酸內酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亞磷酸酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸亞乙烯酯和二氟磷酸鋰中的至少之一。
12、在本專利技術的一些實施例中，所述第一添加劑和所述第二添加劑的質量比為(0.5～1):2。由此，有利于提升電池的倍率性能和循環壽命。
13、在本專利技術的第二個方面，本專利技術提出了一種電解液。根據本專利技術的實施例，所述電解液包括上述實施例的電解液添加劑。由此，將該電解液加入到電池中，能夠有效地改善高電壓電池中電解液在高溫儲存下的易產氣和導致電池界面阻抗升高的問題，提高電池的高溫存儲性能、循環性能和安全性能，降低電池初始阻抗，抑制循環阻抗的增長，提升電池的倍率性能和循環壽命。同時，該電解液能夠適配多種電極材料，具有廣泛的應用價值。
14、另外，根據本專利技術上述實施例的電解液還可以具有如下附加的技術特征：
15、在本專利技術的一些實施例中，所述電解液還包括有機溶劑和鋰鹽。
16、在本專利技術的一些實施例中，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟砷酸鋰、無水高氯酸鋰、二(三氟甲基磺酸酰)亞胺鋰、二氟二草酸磷酸鋰、二氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、二氟二草酸磷酸鋰、單草酸雙氟硼酸鋰和雙氟磺酰亞胺鋰中的至少之一。
17、在本專利技術的一些實施例中，基于所述電解液的總質量，所述鋰鹽的含量為9％～15％。
18、在本專利技術的一些實施例中，所述電解液添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，基于所述電解液的總質量，所述第二添加劑的含量為0.05％～10.0％，優選0.5％～5.0％。
19、在本專利技術的一些實施例中，所述有機溶劑包括碳酸酯、羧酸酯、醚和砜中的至少之一。
20、在本專利技術的一些實施例中，所述有機溶劑包括環狀碳酸酯和/或鏈狀碳酸酯。
21、在本專利技術的一些實施例中，所述環狀碳酸酯包括γ-丁內酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少之一。
22、在本專利技術的一些實施例中，基于所述電解液的總質量，所述環狀碳酸酯的含量為10％～30％。由此，有利于提升電池的倍率性能。
23、在本專利技術的一些實施例中，所述鏈狀碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸丙酯、氟代丙酸乙酯和氟代乙酸乙酯中的至少之一。
24、在本專利技術的一些實施例中，基于所述電解液的總質量，所述鏈狀碳酸酯的含量為30％～60％。由此，有利于提升電池的倍率性能。
25、在本專利技術的第三個方面，本專利技術提出了一種鋰電池。根據本專利技術的實施例，所述鋰電池包括正極極片、負極極片和上述實施例的電解液。由此，該鋰電池具有優異的高溫存儲性能、循環性能、安全性能和倍率性能。
26、另外，根據本專利技術上述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電解液添加劑，其特征在于，包括第一添加劑，所述第一添加劑包括式(1)所示化合物，
2.根據權利要求1所述的電解液添加劑，其特征在于，R1、R2和R3中的至少一個為H；
3.根據權利要求1所述的電解液添加劑，其特征在于，還包括第二添加劑，所述第二添加劑包括二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、1,3-丙烷磺內酯、硫酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸丙烯酯、1,4-丁烷磺酸內酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亞磷酸酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸亞乙烯酯和二氟磷酸鋰中的至少之一；
4.一種電解液，其特征在于，包括權利要求1-3中任一項所述的電解液添加劑。
5.根據權利要求4所述的電解液，其特征在于，還包括有機溶劑和鋰鹽；
6.根據權利要求4或5所述的電解液，其特征在于，所述電解液添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，基于所述電解液的總質量，所述第二添加劑的含量為0.05％～10.0％，優選0.5％～5.0％。
7.根據權利要求5所述的電解液，其特征在于，所述有機溶劑包括碳酸酯、羧酸酯
8.一種鋰電池，其特征在于，包括正極極片、負極極片和權利要求4-7中任一項所述的電解液。
9.根據權利要求8所述的鋰電池，其特征在于，所述正極極片包括正極活性材料，所述正極活性材料包括鋰的過渡金屬氧化物；
10.一種車輛，其特征在于，所述車輛具有權利要求8或9所述的鋰電池。
...【技術特征摘要】
1.一種電解液添加劑，其特征在于，包括第一添加劑，所述第一添加劑包括式(1)所示化合物，
2.根據權利要求1所述的電解液添加劑，其特征在于，r1、r2和r3中的至少一個為h；
3.根據權利要求1所述的電解液添加劑，其特征在于，還包括第二添加劑，所述第二添加劑包括二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、1,3-丙烷磺內酯、硫酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸丙烯酯、1,4-丁烷磺酸內酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亞磷酸酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸亞乙烯酯和二氟磷酸鋰中的至少之一；
4.一種電解液，其特征在于，包括權利要求1-3中任一項所述的電解液添加劑。
5.根據權利要求4所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鐘應龍，楊慧敏，袁文靜，黃榮，宋冉冉，朱志強，黃金秋，
申請(專利權)人：北京新能源汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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