[发明专利]一种锂/钠离子电池电解液添加剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂/钠离子电池电解液添加剂及其制备方法，其有效成分的结构式为本发明的结构上拥有硫代碳酸根离子的存在，单双键交替的存在使得π键在化合物中形成，能够与正极材料中溶出的镍离子产生络合作用，从而起到保护电池的作用，最终提高电池的循环性能。

技术领域

本发明属于三元体系电解液技术领域，具体涉及一种锂/钠离子电池电解液添加剂及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为迄今比能量最高的二次电池，被广泛的应用于便携式电子设备的电源或者动力电池上，如：移动电话、笔记本电脑、数码相机甚至新能源汽车。锂离子电池主要包括正极、负极、电解液、隔膜和其他附件，其中正极材料的研究为当下热点，其中主要为磷酸铁锂以及三元材料的研究。

三元材料具有高的能量密度，且具有较高的电压平台，目前在动力电池中有较好的应用前景，因此三元材料的研究成为热点。但相对的，三元材料也有其缺点，研究表明，三元材料在电池充放电的过程中，会伴随有金属离子溶出的现象，其中镍的溶出最为明显，游离的镍离子迁移到负极表面发生沉积，会加速电池容量的衰减。同样的，不论是在锂离子电池或者是钠离子电池中，当存在着过渡金属离子溶出的情况时，电池便会受到一定的损害。目前三元材料中该问题的出现，并没有较好的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种锂/钠离子电池电解液添加剂。

本发明的另一目的在于提供上述锂/钠离子电池电解液添加剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种锂/钠离子电池电解液添加剂，其特征在于：其有效成分的结构式为其添加量为锂/钠离子电池电解液的总质量的0.1-5％，其中，M为Li或Na，R₁为氢、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的卤代烷基、碳原子数为1-5的不饱和烷基、碳原子数为1-5的不饱和卤代烷基，R₂为氢、碳原子数为1-5的烷基、碳原子数为1-5的卤代烷基、碳原子数为1-5的含双键烷基、碳原子数为1-5的含双键卤代烷基，R1和R2还可相互连接形成饱和或含双键的五元环或六元环。

在本发明的一个优选实施方案中，其有效成分的结构式为

在本发明的一个优选实施方案中，其添加量为锂/钠离子电池电解液的总质量的0.1-1％。

上述锂/钠离子电池电解液添加剂的制备方法，其制备方法包括如下步骤：

(1)将含氮有机物、无机碱、二硫化碳按照摩尔比0.8-1.2：0.8-1.2∶0.8-1.2加入到第一溶剂中，于10-20℃搅拌反应3-5h，接着加入55-65℃，除去部分第一溶剂后，冷却到室温析出晶体，将该晶体过滤烘干，得粗品；

(2)将上述粗品置于第二溶剂中加热到45-55℃溶解，再冷却到0-5℃结晶20-25h，经过滤和烘干后，得到所述锂/钠离子电池电解液添加剂，上述第一溶剂与第二溶剂彼此不同。

在本发明的一个优选实施方案中，所述含氮有机物为吡咯烷、吡咯或二乙胺。

在本发明的一个优选实施方案中，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化锂。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一溶剂为水、甲醇和乙醇中的至少一种。

进一步优选的，所述第一溶剂为水。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第二溶剂为甲醇、乙醇、乙腈和碳酸二甲酯中的至少一种。

进一步优选的，所述第二溶剂为乙醇。

本发明的有益效果是：本发明的结构上拥有硫代碳酸根离子的存在，单双键交替的存在使得π键在化合物中形成，能够与正极材料中溶出的镍离子产生络合作用，从而起到保护电池的作用，最终提高电池的循环性能。