电解液添加剂、电解液、锂离子电池、用电装置的制作方法

专利2025-05-16  18


本申请涉及电池,特别是涉及一种电解液添加剂、电解液、锂离子电池、用电装置。


背景技术:

1、随着锂离子电池在电动汽车、电子产品等领域中广泛应用,用户对于其性能提出了越来越高的要求,尤其是更高的能量密度需求。其中,提高充电电压是提升电池能量密度的主要方法之一。

2、然而,提高充电电压会导致正极活性材料和电解液的不稳定,使得电解液分解,导致电解液分解并产气,从而影响了电池的寿命及安全性。


技术实现思路

1、基于此,有必要提供一种电解液添加剂、电解液、锂离子电池、用电装置,提高电池在高电压下的循环和存储性能。

2、本申请的第一方面提供了一种电解液添加剂,该电解液添加剂包括具有式(i)所示结构通式的化合物:

3、

4、其中,m、n、p各自独立地选自1~5的整数。

5、在一些实施方式中,m、n、p相同。

6、在一些实施方式中,具有式(i)所示结构通式的化合物选自以下化合物中的至少一种:

7、

8、本申请的第二方面提供了一种电解液,该电解液包括溶剂、电解质盐以及上述第一方面提供的电解液添加剂。

9、在一些实施方式中,电解液添加剂在电解液中的质量百分比为0.01%~5%。

10、在一些实施方式中,电解质盐包括六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或多种。

11、在一些实施方式中,电解液还包括其他添加剂,其他添加剂包括磺酸内酯类化合物、环状硫酸酯类化合物、磷酸酯类化合物和硼酸酯类化合物中的一种或多种。

12、本申请的第三方面提供了一种锂离子电池,该锂离子电池包括正极、负极、隔膜以及上述第二方面提供的电解液。

13、在一些实施方式中,锂离子电池的充电截止电压≥4.5v。

14、本申请的第四方面提供了一种用电装置,该用电装置包括上述第三方面提供的锂离子电池。

15、与传统技术相比,本申请至少具有以下有益效果:

16、本申请中提供的电解液添加剂,式(i)所示结构通式的化合物中碳氟侧链和叔胺基团具有协同作用。一方面,碳氟侧链具有强疏水性,叔胺基团具有亲水性,因此在非水环境中,痕量水倾向于聚集在叔胺基团周围,并在电解液中形成微小的相分离结构,从而被叔胺基团捕获,减少痕量水与电解质盐的接触,避免电解质盐的进一步分解破坏界面以及正极活性材料,提高了电池在高电压下的循环和存储性能;另一方面,碳氟侧链中烷基上的h原子全部被f原子取代,可以提高电解液添加剂的耐氧化性,避免电解液添加剂在高压下分解,同时能够在正极表面形成富含lif的界面膜,改善了界面化学,从而表现出优异的耐高压性能和热稳定性。

17、以上仅是对本申请机理的可能性推测,并不构成对本申请保护范围的限制。



技术特征:

1.一种电解液添加剂,其特征在于,包括具有式(i)所示结构通式的化合物:

2.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,m、n、p相同。

3.根据权利要求1所述的电解液添加剂,其特征在于,所述具有式(i)所示结构通式的化合物选自以下化合物中的至少一种:

4.一种电解液,其特征在于,包括溶剂、电解质盐以及权利要求1~3任一项所述的电解液添加剂。

5.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述电解液添加剂在所述电解液中的质量百分比为0.01%~5%。

6.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述电解质盐包括六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或多种。

7.根据权利要求4~6任一项所述的电解液,其特征在于,所述电解液还包括其他添加剂,所述其他添加剂包括磺酸内酯类化合物、环状硫酸酯类化合物、磷酸酯类化合物和硼酸酯类化合物中的一种或多种。

8.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜以及权利要求4~7任一项所述的电解液。

9.根据权利要求8所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的充电截止电压≥4.5v。

10.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括权利要求8或9所述的锂离子电池。


技术总结
本申请涉及一种电解液添加剂、电解液、锂离子电池、用电装置。其中,电解液添加剂包括具有式(I)所示结构通式的化合物:其中,m、n、p各自独立地选自1~5的整数。本申请中提供的电解液添加剂,式(I)所示结构通式的化合物中碳氟侧链和叔胺基团具有协同作用。一方面,碳氟侧链具有强疏水性,叔胺基团具有亲水性,因此在非水环境中,痕量水容易被叔胺基团捕获,减少痕量水与电解质盐的接触,避免电解质盐的进一步分解破坏界面以及正极活性材料,提高了电池在高电压下的循环和存储性能;另一方面,碳氟侧链中烷基上的H原子全部被F原子取代,可以提高电解液添加剂的耐氧化性,避免电解液添加剂在高压下分解。

技术研发人员:王明坛,张雪,张慧敏
受保护的技术使用者:清陶(昆山)能源发展集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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