[发明专利]一种噻吩酯类化合物电解液添加剂以及含该电解液添加剂的高电压电解液

说明书

本发明涉及一种噻吩酯类化合物电解液添加剂以及含该电解液添加剂的高电压电解液；属于锂离子电池领域。本发明将所述噻吩酯类化合物用于锂电池电解液中，得到高电压电解液；所述高电压电解液包括锂盐、有机溶剂、噻吩酯类化合物，所用噻吩酯类化合物的质量为锂电池电解液质量的0.1％～10％。本发明的噻吩酯类化合物有利于在正极和石墨负极的表面形成高电压下稳定、致密的界面膜，抑制电解液的氧化分解，从而提高锂离子电池的安全性能和在高电压下的循环性能。

技术领域

本发明涉及一种噻吩酯类化合物电解液添加剂以及含该电解液添加剂的高电压电解液；属于锂离子电池领域。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高，能量和功率密度高，循环寿命长，自放电小以及对环境友好等一系列优点，已经成为了目前最高效的储能设备，被广泛用于移动电子设备中，并将在电动汽车和混合动力汽车上得到更广阔的发展。随着科技的进步及市场的不断发展，提升锂电池的能量密度日益显得重要而迫切。除了现有材料和电池的制作工艺改进之外，高电压正极材料是比较热门的研究方向之一，它是通过提升正极活性材料的充电深度来实现电池的高能量密度。至今，多种高电压正极材料如二元材料LiNiMnO₄、三元材料LiNi_xCo_yMn_zO₂(x+y+z＝1)、钒系氧化物LiMxV_2-xO₄和磷酸盐类材料LiMPO₄已经被成功研发。然而常规锂离子电池的酯类电解液在高电压下容易分解，导致锂离子电池的充放电效率比较低，循环性能比较差，制约了高电压锂离子电池的进一步发展。

发明内容

针对现有的锂离子电池电解液存在的缺陷，本发明的目的是提供一种噻吩酯类化合物电解液添加剂以及该电解液添加剂的应用；该噻吩酯类化合物在正极和石墨负极的表面形成高电压下稳定、致密的界面膜，并抑制电解液其它组分的氧化分解，从而提高锂离子电池的安全性能和在高电压下(>4.5V)的循环性能。

本发明一种噻吩酯类化合物电解液添加剂；其结构式为：

其中R₁、R₂为下述情形中的任意一种：

碳原子数为1-8的直链或支链烷基；

至少一个氢被卤素取代的碳原子数为1-8的直链或支链烷基。所述卤素优选为F和/或Cl，进一步优选为F。

当R₁的碳原子数为1时，R₁上的卤素原子的个数为1-2。

当R₁的碳原子数为1时且R₁上的卤素原子的个数为2时，所述卤素原子为F原子和/或Cl原子。优选为F原子。

当R₁和/或R₂的碳原子数为2-8时，R₁、R₂的上至少一个氢被F取代。

当R₁和/或R₂的碳原子数为3时，R₁、R₂的上至少一个氢被Cl和/或F取代。

本发明一种噻吩酯类化合物电解液添加剂，其制备方法为常规酯化反应；即将噻吩酸类化合物与卤代醇类化合物在140-160℃下进行反应即可得到噻吩卤代酯类。

本发明一种含噻吩酯类化合物电解液添加剂的高电压电解液；所述高电压电解液为锂电池电解液。

所述高电压电解液的组分包括锂盐、有机溶剂、噻吩酯类化合物，所用噻吩酯类化合物的质量为锂电池电解液质量的0.1％～10％、优选为3-8％。