【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及儲(chǔ)能電子元器件，具體涉及一種鋰離子電池。
技術(shù)介紹
1、隨著二次電池的應(yīng)用技術(shù)逐漸成熟，電動(dòng)汽車與大型儲(chǔ)能市場(chǎng)需求井噴。據(jù)了解，各大廠商均已掌握實(shí)現(xiàn)電池萬(wàn)次以上充放電循環(huán)的關(guān)鍵技術(shù)，正在朝更高能量密度、更長(zhǎng)循環(huán)壽命、更安全和可靠的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)逐步邁進(jìn)。從技術(shù)原理來(lái)說(shuō)，鋰離子電池實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)技術(shù)的核心在于通過(guò)電解液設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)優(yōu)化固體電解質(zhì)界面膜（sei）的電化學(xué)穩(wěn)定性。
2、優(yōu)秀sei膜的底層邏輯是其化學(xué)成分與分布模型。現(xiàn)有由不同添加劑化成得到的sei膜在成分上存在較大差異，同時(shí)，其成膜質(zhì)量穩(wěn)定性也存在較大差異，不穩(wěn)定的sei膜在充放電循環(huán)過(guò)程中會(huì)發(fā)生破裂并不斷修復(fù)增厚，進(jìn)而導(dǎo)致電池阻抗增加和容量的下降，如何調(diào)控sei膜成分得到穩(wěn)定的sei膜是急需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池存在負(fù)極表面sei膜成膜質(zhì)量不穩(wěn)定的問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種鋰離子電池。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：
3、本專利技術(shù)提供了一種鋰離子電池，包括正極、負(fù)極和非水電解液，所述非水電解液包括非水有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和添加劑，所述添加劑包括結(jié)構(gòu)式1所示的化合物:
4、；
5、其中，n為0或1；r1、r2各自獨(dú)立地選自氫、取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基、取代或未取代的c1-c12的酰基、取代或未取代的c2-
6、采用x射線光電子能譜儀對(duì)所述負(fù)極表面進(jìn)行測(cè)試：使用ar離子槍刻蝕，以10nm/min速度行進(jìn)，刻蝕功率為1kv；刻蝕時(shí)間為5min，以結(jié)合能在528±1.0ev位置的峰作為o1s峰，以結(jié)合能在685±1.0ev位置的峰作為f1s峰，o1s峰和f1s峰的面積之比y為0.3~0.6。
7、可選的，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1選自氫，r2選自、取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基，其中，r10選自取代或未取代的c1-c11的烷基、取代或未取代的c2-c11的烯基、取代或未取代的c2-c11的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基。
8、可選的，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1、r2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基。
9、可選的，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1選自；r2選自取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基或，其中，r11選自取代或未取代的c1-c11的烷基、取代或未取代的c2-c11的烯基、取代或未取代的c2-c11的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基、取代或未取代的c2-c12的醚基。
10、可選的，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1選自，其中，r12選自取代或未取代的c1-c11的烷基、取代或未取代的c2-c11的烯基、取代或未取代的c2-c11的炔基；r2選自氫、取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基或，其中，r13選自取代或未取代的c1-c11的烷基、取代或未取代的c2-c11的烯基、取代或未取代的c2-c11的炔基。
11、可選的，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物包括以下化合物中的一種或多種：
12、
13、
14、
15、。
16、可選的，以所述非水電解液的總質(zhì)量為100%計(jì)，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物的質(zhì)量含量為10ppm~1000ppm。
17、可選的，所述非水電解液中不包括可聚合單體和/或由可聚合單體聚合得到的預(yù)聚物。
18、可選的，所述添加劑還包括環(huán)狀硫酸酯類化合物、磺酸內(nèi)酯類化合物、環(huán)狀碳酸酯類化合物、磷酸酯類化合物、腈類化合物、鋰鹽型添加劑或烷烴類化合物中的至少一種；和/或
19、所述環(huán)狀硫酸酯類化合物包括硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、甲基硫酸乙烯酯中的至少一種；和/或
20、所述磺酸內(nèi)酯類化合物包括1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1,4-丁烷磺酸內(nèi)酯、1,3-丙烯磺酸內(nèi)酯、甲烷二磺酸亞甲酯中的至少一種；和/或
21、所述環(huán)狀碳酸酯類化合物包括碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞甲基碳酸乙烯酯或結(jié)構(gòu)式2所示化合物中的至少一種：
22、；
23、所述結(jié)構(gòu)式2中，r21、r22、r23、r24、r25、r26各自獨(dú)立地選自氫原子、鹵素原子、c1-c5基團(tuán)中的一種；和/或
24、所述磷酸酯類化合物包括三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三乙基硅烷)磷酸酯或結(jié)構(gòu)式3所示化合物中的至少一種：
25、；
26、所述結(jié)構(gòu)式3中，r31、r32、r33各自獨(dú)立地選自c1-c5的飽和烴基、c1-c5的不飽和烴基、c1-c5的鹵代烴基、c6-c12的芳基、c6-c12的鹵代芳基、-si(cmh2m+1)3，m為1～3的自然數(shù)；和/或
27、所述腈類化合物包括丁二腈、戊二腈、己烷三腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈中的至少一種；和/或
28、所述鋰鹽型添加劑包括二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、四氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙五氟乙基磺酰亞胺鋰、三氟甲磺酸鋰、單氟磺酸鋰、三草酸磷酸鋰、二氟二草酸磷酸鋰、四氟草酸磷酸鋰、二氰胺鋰或具有4個(gè)以下的碳原子的低級(jí)脂族羧酸鋰中的至少一種；和/或
29、所述烷烴類化合物包括環(huán)戊烷、環(huán)己烷、環(huán)庚烷、甲基環(huán)戊烷、乙基環(huán)戊烷、1,3-二甲基環(huán)戊烷、1,4-二甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、丙基環(huán)己烷、丁基環(huán)己烷、戊基環(huán)己烷、順-1-甲基-3-乙基環(huán)己烷、反-1-甲基-3-乙基環(huán)己烷、1,3-二甲基環(huán)己烷、1,4-二甲基環(huán)己烷、1,3,5-三甲基環(huán)己烷和全氟(乙基環(huán)己烷)中的至少一種。
30、可選的，所述負(fù)極包括負(fù)極材料層，所述負(fù)極材料層包括負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料包括軟碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、中間相微碳球、硅、硅氧化合物、硅碳復(fù)合物、金屬鋰或鈦酸鋰中的一種或多種。
31、根據(jù)本專利技術(shù)提供的鋰離子電池，在非水電解液中加入了結(jié)構(gòu)式1所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極、負(fù)極和非水電解液，所述非水電解液包括非水有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和添加劑，所述添加劑包括結(jié)構(gòu)式1所示的化合物:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，R1選自氫，R2選自、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C2-C12的烯基、取代或未取代的C2-C12的炔基、取代或未取代的C6-C20的芳基，其中，R10選自取代或未取代的C1-C11的烷基、取代或未取代的C2-C11的烯基、取代或未取代的C2-C11的炔基、取代或未取代的C6-C20的芳基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，R1、R2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C2-C12的烯基、取代或未取代的C2-C12的炔基、取代或未取代的C6-C20的芳基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，R1選自；R2選自取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C2-C12的烯基、取代或未取代的C2-C
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，R1選自，其中，R12選自取代或未取代的C1-C11的烷基、取代或未取代的C2-C11的烯基、取代或未取代的C2-C11的炔基；R2選自氫、取代或未取代的C1-C12的烷基、取代或未取代的C2-C12的烯基、取代或未取代的C2-C12的炔基、取代或未取代的C6-C20的芳基或，其中，R13選自取代或未取代的C1-C11的烷基、取代或未取代的C2-C11的烯基、取代或未取代的C2-C11的炔基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物包括以下化合物中的一種或多種：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，以所述非水電解液的總質(zhì)量為100%計(jì)，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物的質(zhì)量含量為10ppm~1000ppm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述非水電解液中不包括可聚合單體和/或由可聚合單體聚合得到的預(yù)聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述添加劑還包括環(huán)狀硫酸酯類化合物、磺酸內(nèi)酯類化合物、環(huán)狀碳酸酯類化合物、磷酸酯類化合物、腈類化合物、鋰鹽型添加劑或烷烴類化合物中的至少一種；和/或
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極包括負(fù)極材料層，所述負(fù)極材料層包括負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料包括軟碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、中間相微碳球、硅、硅氧化合物、硅碳復(fù)合物、金屬鋰或鈦酸鋰中的一種或多種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極、負(fù)極和非水電解液，所述非水電解液包括非水有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和添加劑，所述添加劑包括結(jié)構(gòu)式1所示的化合物:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1選自氫，r2選自、取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基，其中，r10選自取代或未取代的c1-c11的烷基、取代或未取代的c2-c11的烯基、取代或未取代的c2-c11的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1、r2各自獨(dú)立地選自取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式1所示的化合物中，r1選自；r2選自取代或未取代的c1-c12的烷基、取代或未取代的c2-c12的烯基、取代或未取代的c2-c12的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基或，其中，r11選自取代或未取代的c1-c11的烷基、取代或未取代的c2-c11的烯基、取代或未取代的c2-c11的炔基、取代或未取代的c6-c20的芳基、取代或未取代的c2-c12的醚基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉中波，陳柏潤(rùn)，敖小虎，杜浩然，鄭仲天，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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