[发明专利]电解液和锂离子电池有效

专利信息
申请号: 202111156954.8 申请日: 2021-09-30
公开(公告)号: CN113889671B 公开(公告)日: 2022-12-27
发明(设计)人: 徐坤;邝茂;王铈汶;易梓琦 申请(专利权)人: 厦门海辰储能科技股份有限公司
主分类号: H01M10/058 分类号: H01M10/058;H01M10/0525
代理公司: 北京知帆远景知识产权代理有限公司 11890 代理人: 肖阳
地址: 361006 福建省厦门市厦门火炬高新*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 电解液 锂离子电池
【说明书】:

本发明公开了电解液和锂离子电池。电解液包括:锂盐、添加剂和溶剂;所述添加剂具有如式I所示的结构,其中,R1为键、亚甲基或氟取代亚甲基;R2和R3分别独立地为氢、氟或氟取代C1~6烷基;R4和R5分别独立地为氢、氟、氟取代C1~6烷基、C1~6烷基或C3~6芳基;且,R1、R2、R3、R4、R5中至少含有一个氟。该电解液中具有氟代环状醚添加剂。由此,电池在首次充电时,可以形成稳定且同时具有良好刚性的韧性的SEI;在电池充放电过程中发生负极材料(如石墨)体积膨胀时,SEI的损伤小,SEI组分的溶解和损失少,从而可以减少SEI的重新生成,减少电解液中锂盐和溶剂的消耗,并提升电池的高低温循环寿命。

技术领域

本发明涉及电化学储能设备领域,具体而言,本发明涉及电解液和锂离子电池。

背景技术

随着链状醚作为锂电池电解液添加剂的应用,环状醚逐渐进入到科研工作者的视线中,有专利和文献报道,将四氢呋喃及其衍生物作为溶剂或者添加剂加入到电解液中,可提升电池的循环性能。而后如二氧六环类环状醚等含有两个氧原子的环状醚也被提出,作为添加剂或者共溶剂使用,可提升锂离子二次电池的性能。另外,基于倍率性能和低温性能考虑,也有专利及文献报道,使用冠醚类物质作为添加剂,提升电池性能,其主要原理为通过冠醚的作用提高电解质盐的解离度,从而提高电解液的离子电导率,最终提升电池的性能。

现有的环状醚作为电解液添加剂使用时,在电压的作用下会发生电化学氧化或者还原反应,生成有机聚合物界面层,但往往由于其聚合单体都是链状有机物,界面层内层韧性不足而外层有致密的有机层,使得形成的界面层阻抗较大,机械性能较差,不利于电池性能的全面综合提升。因而,现有的环状醚电解液添加剂仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出用于锂离子电池的电解液和锂离子电池。

在本发明的一个方面,本发明提出了一种用于锂离子电池的电解液。根据本发明的实施例,该电解液包括:锂盐、添加剂和溶剂;所述添加剂具有如式I所示的结构,

其中,

R1为键、亚甲基或氟取代亚甲基;

R2和R3分别独立地为氢、氟或氟取代C1~6烷基;

R4和R5分别独立地为氢、氟、氟取代C1~6烷基、C1~6烷基或C3~6芳基;

且,R1、R2、R3、R4、R5中至少含有一个氟。

根据本发明上述实施例的电解液中具有氟代环状醚添加剂,环状醚可缓慢地化学开环,发生自聚合物作用,从而提高SEI内层的柔韧性;同时,氟原子的取代可以提高SEI的刚性。由此,电池在首次充电时,可以形成稳定且同时具有良好刚性的韧性的SEI;在电池充放电过程中发生负极材料(如石墨)体积膨胀时,SEI的损伤小,SEI组分的溶解和损失少,从而可以减少SEI的重新生成,减少电解液中锂盐和溶剂的消耗,并提升电池的高低温循环寿命。

另外,根据本发明上述实施例的电解液还可以具有如下附加的技术特征:

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