[发明专利]一种1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂及含有该添加剂的锂离子电池电解液

说明书

本发明公开了一种1,2‑环亚硫酸甘油酯类添加剂及含有1,2‑环亚硫酸甘油酯类添加剂的锂离子电池电解液。本发明的1,2‑环亚硫酸甘油酯类添加剂，可以在电池的充放电过程中优先还原，在石墨电极表面形成致密均匀的SEI膜，显著降低了锂离子电池的阻抗，改善了锂离子电池的循环稳定性，提高了锂离子电池的库仑效率和循环保持率,并改善其在4.5V工作时的循环性能，从而大大提高锂离子电池的安全性，在高电压电池体系具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂及含有该添加剂的锂离子电池电解液。

背景技术

由于电动汽车的高速发展和普及以及风能和太阳能等新能源的储存对高性能电池的迫切需求，开发大充放电流、高电压、高能量密度、高安全性能的锂离子电池成为研究热点。在未来5～10年，电动汽车和能源存储等行业有望成为锂离子电池的第一大应用领域。高能量和功率密度的锂离子电池可以通过提高锂离子电池的工作电压来实现。电池的工作电压由正极材料决定，现有的正极材料如LiCoPO₄，LiNiPO₄，LiNi_0.5Mn_1.5O₄，Li₃V₂(PO₄)₃等工作电压均较高，但一般的电解液不能满足高电位条件下锂离子电池充放电要求。并且随着工作电压的增大，不可避免地伴随着活性材料颗粒的严重劣化和非水电解质的氧化。传统的有机碳酸酯，如链状碳酸酯---碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)，以及环状碳酸酯---碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)等在高电压下容易发生分解，且其高度易燃的性质降低了锂离子电池的安全性。通过活性材料的表面改性或引入功能型添加剂来克服这些障碍是目前最经济、最广泛使用的方法。

目前常用的锂离子电池电解液成膜添加剂是碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸乙烯酯(ES)等，其具有良好的成膜特性，但碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸乙烯酯(ES)成膜阻抗大，对锂离子电池的循环性能造成了不利影响。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂及含有该添加剂的锂离子电池电解液。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂，其结构式如下式所示：

式中，R选自经取代或未取代的烷基、苯基、碳酸酯基团、羧酸酯基团；n为1-6。

优选的，所述经取代的苯基中的取代基为羧基、酯基、酮基。

优选的，所述1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂选自三(1,2-环亚硫酸甘油酯)均苯三甲酸酯、四(1，2-环亚硫酸甘油酯)均苯四甲酸酯、双(1,2-环亚硫酸甘油酯)碳酸酯和双(1,2-环亚硫酸甘油酯)丁二酸酯中的至少一种，上述物质的结构式如下所示：

本发明还提供含有1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂的锂离子电池电解液，按重量份数，其组成为：

锂盐 5～19份

有机溶剂 79～94份

1,2-环亚硫酸甘油酯类添加剂 0.5-2份

优选的，所述的锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的至少一种。

优选的，所述的有机溶剂选自酯类中任意一种或几种组成的混合物。