本发明属于锂离子电池，涉及一种防过充添加剂、含有其的非水电解液以及非水电解质电池。
背景技术：
1、锂离子电池具有能量密度高、自放电率低、使用温度范围宽广、循环寿命长、无记忆效应等显著优点，被广泛应用于3c数码、新能源汽车、储能电站以及航空航天等领域。随着电动汽车市场的急剧扩大，锂离子电池的安全性问题越来越受到关注。由于使用了可燃性的有机溶剂，在误作动的条件下，非水电解质电池存在安全风险。特别是电池过充电时，在负极表面发生过量的锂沉淀，同时正极结构破坏，放出氧气，迅速引起电极和电解液界面间的放热分解反应，进而导致热失控，造成电池破裂、着火和爆炸。
2、为了解决这些问题，传统的方法是给电池安装过充保护电路，但是无法完全根除过充电的危险。当前较为常用的方法是在电解液中添加含苯环防过充添加剂，通过苯环结构在一定电压下发生聚合反应，所生成的聚合物可造成隔膜闭塞，并附着在电极表面，造成电极和电解液的物理隔断，增大电池内阻，阻断电压的进一步升高。另外，聚合反应也产生大量气体，可引起电池内部的安全机构，如安全阀和安全防爆阀(cid)的作动，防止电池爆炸。
3、例如，专利文献cn112310477a、cn106887641a、cn102780041a、cn112186245a以及日本特開2020-047588公开了向非水电解质中添加具有各种取代基的苯衍生物的技术。特别是联苯(bp)和环己基苯(chb)，普遍被用在3c用途的锂离子电池中，可以有效抑制电池过充电。但一方面现有添加剂加入后会损害电池的循环性能，增加电池阻抗；另一方面现有防过充添加剂的耐氧化性较差，只能用在充电电压4.2v以下的锂离子电池中，随着电池容量的增加，设计电压越来越高，这些添加剂自身会发生氧化分解，影响电池性能。cn114171791a中公开了碳酸二苯酯，但该添加剂的杂质多，对电池性能和防过充性能的影响非常大，如不经提纯，不能直接用在电解液中。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防过充添加剂、含有其的非水电解液以及非水电解质电池。
2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：
3、一方面，本发明提供一种防过充添加剂，所述防过充添加剂具有式i所示结构：
4、
5、其中，a为0-5的整数(例如0、1、2、3、4或5)，r为h、c1-c8的烷基、c1-c8的烷氧基、c1-c8的卤代烷基、c2-c8的烯基、c2-c8的烯氧基、c2-c8的卤烯基、c2-c8的炔基、c2-c8的炔氧基、c2-c8的卤炔基、苯基、苯氧基、卤代苯基或卤素中的一种；各r相互之间相同或不同；x为c、p、b或si时，m分别为2-4的整数。
6、在本发明中，x为c、p、b或si时，m分别为2、3或4。
7、优选地，所述防过充添加剂为碳酸二苯酯、磷酸三苯酯、硼酸三苯酯或硅酸四苯酯中的任意一种。
8、在本发明中，所述防过充添加剂需经过精制处理，所述防过充添加剂含以下含量的杂质中的至少一种：
9、醇类：0.1-1500ppm(例如0.1ppm、1ppm、3ppm、5ppm、10ppm、100ppm、300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm、1300ppm或1500ppm)；苯酚：0.1-2000ppm(例如0.1ppm、1ppm、3ppm、5ppm、10ppm、100ppm、300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm、1300ppm、1500ppm、1800ppm或2000ppm)；碳酸二甲酯：0.1-5000ppm(0.1ppm、1ppm、5ppm、10ppm、100ppm、300ppm、500ppm、800ppm、1000ppm、2000ppm、3000ppm、4000ppm或5000ppm)；苯甲醚：0.1-150ppm(例如0.1ppm、1ppm、5ppm、10ppm、30ppm、50ppm、80ppm、100ppm、130ppm或150ppm)；甲基苯基碳酸酯：0.1-200ppm(例如0.1ppm、1ppm、5ppm、10ppm、30ppm、50ppm、80ppm、100ppm、130ppm、150ppm、180ppm或200ppm)；水分：0.1-100ppm(例如0.1ppm、1ppm、3ppm、5ppm、10ppm、30ppm、50ppm、80ppm或100ppm)；酸度(折算成hf)：0.1-1000ppm(例如0.1ppm、1ppm、3ppm、5ppm、10ppm、100ppm、300ppm、500ppm、800ppm或1000ppm)；氯离子：0.1-150ppm(例如0.1ppm、1ppm、5ppm、10ppm、30ppm、50ppm、80ppm、100ppm、130ppm或150ppm)。
10、在本发明中，通过对于所述防过充添加剂中杂质含量的控制，能够得到不仅能够在4.2v以上充电电压的电池体系防止过充电，还能够抑制阻抗上升，使循环寿命和储存寿命都得到改善的非水电解质电池。
11、另一方面，本发明提供了一种非水电解液，所述非水电解液包括电解质、非水有机溶剂以及添加剂，所述添加剂包括如上所述的防过充添加剂。
12、优选地，所述非水电解液中防过充添加剂的含量为0.2-15wt％，例如0.2wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、4wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、14wt％或15wt％。
13、优选地，所述非水电解液中电解质为锂盐。
14、优选地，所述锂盐选自六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂或三氟甲磺酸锂中的一种或至少两种的组合。
15、优选地，所述非水电解液中电解质的含量为8-30wt％，例如8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％或30wt％。
16、优选地，所述非水电解液中非水有机溶剂选自碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，乙酸乙酯，乙酸丙酯或1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中的一种或至少两种的组合。
17、优选地，所述非水电解液中非水有机溶剂的含量为5-80wt％，例如5wt％、8wt％、10wt％、15wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％、60wt％、70wt％或80wt％。
18、优选地，所述添加剂还包括其他添加剂。
19、优选地，所述其他添加剂选自碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、五氟环三磷腈、乙二醇双(丙腈)醚、丁二腈、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、4-甲基亚硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、亚硫酸丁烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟草酸磷酸锂或四氟硼酸锂中的一种或至少两种的组合。
20、优选地，所述其他添加剂在非水电解液中的含量为0.1-5.5wt％，例如0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％或5.5wt％。
21、另一方面，本发明提供了一种非水电解质电池，所述非水电解质电池包括正极和负极以及如上所述的非水电解液。
22、在本发明中，所述正极和负极能够吸留和放出金属离子。
23、优选地，所述正极包含以下金属氧化物中的至少一种：
24、licoo2、limno2、limn2o4、lini0.5mn1.5o4、lifepo4、linix1coy1m(1-x1-y1)o2或lix2niy2m(1-y2)o2；
25、在linix1coy1m(1-x1-y1)o2中，0.1＜x1≤0.95、0.1＜y1≤0.95、0≤(1-x1-y1)，m为选自al，mn，co、fe、cu、mg、ti、zr、ce和w中的至少1种元素，
26、在lix2niy2m(1-y2)o2中0＜x2≤1.2、0.85≤y2≤0.99、m为选自al，mn，co、fe、cu、mg、ti、zr、ce和w中的至少1种元素。
27、优选地，所述负极包含负极活性物质，该负极活性物质含有石墨、硬碳以及能够与li形成合金的金属粒子中的至少一种。
28、优选地，所述能够与li形成合金的金属粒子选自硅、锡、铝、锌、以及它们的氧化物中的至少一种。
29、优选地，所述含有石墨和能够与li形成合金的金属粒子的负极活性物质为金属粒子与石墨粒子的复合物和/或混合物。
30、优选地，相对于所述含有石墨和能够与li形成合金的金属粒子的负极活性物质的总和，所述能够与li形成合金的金属粒子的含量为0.1-50wt％，例如0.1wt％、3wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％或50wt％。
31、需要说明的是，本说明书中，在使用“-”并在其前后夹有数值或物性值来表述的情况下，作为包含其前后的值的范围来使用。例如“1-50”的数值范围的标记包含其下限值“1”和上限值“50”这两者。另外，其他数值范围的标记也是同样的。
32、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
33、本发明的防过充添加剂具有式i所示结构并且经过杂质含量控制在所述范围内，可以得到不仅能够在4.2v以上充电电压的电池体系防止过充电，还能够抑制阻抗上升，使循环寿命和储存寿命都得到改善的非水电解质电池。
1.一种防过充添加剂，其特征在于，所述防过充添加剂具有式i所示结构：
2.根据权利要求1所述的防过充添加剂，其特征在于，所述防过充添加剂为碳酸二苯酯、磷酸三苯酯、硼酸三苯酯或硅酸四苯酯中的任意一种。
3.根据权利要求1或2所述的防过充添加剂，其特征在于，所述防过充添加剂含以下含量的杂质中的至少一种：
4.一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括电解质、非水有机溶剂以及添加剂，所述添加剂包括如权利要求1-3中任一项所述的防过充添加剂。
5.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液中防过充添加剂的含量为0.2-15wt％。
6.根据权利要求4或5所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液中电解质为锂盐；
7.根据权利要求4-6中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液中非水有机溶剂选自碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，乙酸乙酯，乙酸丙酯或1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中的一种或至少两种的组合；
8.根据权利要求4-7中任一项所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂还包括其他添加剂；
9.一种非水电解质电池，其特征在于，所述非水电解质电池包括正极和负极以及如权利要求4-8中任一项所述的非水电解液。
10.根据权利要求9所述的非水电解质电池，其特征在于，所述正极包含以下金属氧化物中的至少一种：
