[发明专利]亚磷酸酯类稳定剂及含有该稳定剂的非水电解液

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解液技术领域，特别是涉及一种亚磷酸酯类稳定剂及含有该亚磷酸酯类稳定剂的非水电解液。

背景技术

由于锂离子电池具有能量密度高、比功率大、循环性能好、无记忆效应、无污染等特点，目前已被广泛的用在数码产品中，同时也是未来电动汽车能源的理想选择。

作为电解质的六氟磷酸锂（LiPF₆），其热稳定性较差，易分解成五氟化磷（PF₅），五氟化磷存在会引起碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯或电解液中质子溶剂杂质等的聚合，生成可溶性单聚物、二聚物、齐聚物，随着聚合物中共轭体系的增加，聚合物光谱红移显现成色基团，导致电解液色度增大。随着聚合度的增加，电解液颜色越来越深。亚磷酸酯类化合物具有还原性，可作为抗氧剂应用于锂离子电池电解液中，推测亚磷酸酯类化合物在锂离子电池电解液中的作用机理如下：亚磷酸酯类化合物作用于五氟化磷催化下的溶剂聚合反应，可阻断链式聚合过程，使五氟化磷对聚合反应的催化作用失效，从而稳定了电解液的色度。

目前非水电解液中使用的稳定剂主要是分子量较小的亚磷酸酯类，此类稳定剂虽然能够起到稳定作用，但是其沸点低、挥发度较大导致这类稳定剂的电解液气味难闻，由于具有一定毒性，对人体伤害较大。

发明内容

基于此，本发明提供了一种性能更稳定的亚磷酸酯类稳定剂及含有该亚磷酸酯类稳定剂的非水电解液。

一种亚磷酸酯类稳定剂，用于非水电解液，该亚磷酸酯类稳定剂是通式（1）或（2）表示的化合物中的一种或其中多种的混合物：

该（1）式中R₁、R₂、R₃为碳原子数为C₁₆～C₂₀的烷基、芳香基；烷基选自十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基，或其异构体和氟代物；芳香基选自三正丁基苯基、三仲丁基苯基、三异丁基苯基、三叔丁基苯基、三新戊基苯基，或其异构体和氟代物。

（2）式中R4、R5为碳原子数为C₁₆～C₂₀烷基、芳香基；烷基选自十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基，或其异构体和氟代物；芳香基选自三正丁基苯基、三仲丁基苯基、三异丁基苯基、三叔丁基苯基、三新戊基苯基，或其异构体和氟代物。

一种含有亚磷酸酯类稳定剂的非水电解液，该非水电解液含有锂盐、碳酸酯类有机溶剂、常规添加剂及亚磷酸酯类稳定剂，该亚磷酸酯类稳定剂是通式（1）或（2）表示的化合物中的一种或其中多种的混合物：

该（1）式中R₁、R₂、R₃为碳原子数为C₁₆～C₂₀的烷基、芳香基；烷基选自十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基，或其异构体和氟代物；芳香基选自三正丁基苯基、三仲丁基苯基、三异丁基苯基、三叔丁基苯基、三新戊基苯基，或其异构体和氟代物。

（2）式中R4、R5为碳原子数为C₁₆～C₂₀烷基、芳香基；烷基选自十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基，或其异构体和氟代物；芳香基选自三正丁基苯基、三仲丁基苯基、三异丁基苯基、三叔丁基苯基、三新戊基苯基，或其异构体和氟代物。

进一步地，所述锂盐的重量百分比8.0%～20.0%，碳酸酯类有机溶剂的重量百分比为83.0%～91.0%，常规添加剂的重量百分比为1.0%～5.0%。

进一步地，所述锂盐的重量百分比10%～13%，碳酸酯类有机溶剂的重量百分比为85.5%～89%，常规添加剂的重量百分比为1.0%～4.0%

进一步地，所述亚磷酸酯类稳定剂在非水电解液的添加量为100ppm～1000ppm（百万分比浓度）。

进一步地，所述亚磷酸酯类稳定剂在非水电解液的添加量为100ppm～300ppm（百万分比浓度）。

进一步地，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或几种。

此外，所述亚磷酸酯类稳定剂具有较大的分子量和较低的挥发度，其具有更加明显的稳定及效果，提高了电池常温循环的能力，同时解决了目前低分子量亚磷酸酯电解液气味难闻的问题。

附图说明