电解液添加剂、电解液及锂离子电池的制作方法

本申请涉及二次电池技术，特别涉及电解液添加剂、电解液及锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池通过锂离子在正极和负极之间的嵌入和脱嵌实现充放电，电解液作为锂离子在正极和负极之间的传输载体，其通常包括锂盐电解质、溶剂和添加剂。

2、腈类添加剂作为一种常见的高温添加剂，利于改善锂离子电池的耐高温性能，但是，对于负极为石墨体系的锂离子电池来说，腈类添加剂会破坏石墨结构，从而恶化电池的循环性能。

3、可见，在腈类添加剂存在的情形下，有必要进一步改善锂离子电池的循环性能，从而使得锂离子电池兼顾优异的循环性能和耐高温性能。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请提供一种电解液添加剂、电解液及锂离子电池，能够接近相关技术存在的技术问题。具体而言，包括以下的技术方案：

2、一方面，提供了一种电解液添加剂，所述电解液添加剂的化学结构式如下所示：

3、

4、其中，r1、r2各自独立地选自氢、卤素、含有1-10个碳原子的卤代烃基、含有1-10个碳原子的烷氧基或者含有3-5个碳原子的醇羟基。

5、在一些可能的实现方式中，所述电解液添加剂的化学结构式如下任一所示：

6、

7、另一方面，提供了一种电解液，所述电解液包括：1mol/l-3mol/l的锂盐、2wt％-30wt％的添加剂、余量的溶剂；其中，所述添加剂包括：腈类添加剂和上述任一所述的电解液添加剂。

8、在一些可能的实现方式中，所述腈类添加剂的质量百分比为0.2wt％-2wt％；所述电解液添加剂的质量百分比为2wt％-8wt％。

9、在一些可能的实现方式中，所述腈类添加剂包括甲腈、乙腈、丙腈、丁腈、丁二腈、己二腈、戊二腈、辛二腈、1,3,6-己烷三甲腈、1,3,5-戊烷三甲腈、对氟苯甲腈、对甲基苯甲腈、2-氟己二腈、2,2-二氟丁二腈中的至少一种。

10、在一些可能的实现方式中，所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

11、在一些可能的实现方式中，所述溶剂包括链状碳酸酯、环状碳酸酯、羟酸酯、亚硫酸酯、亚硝酸酯中的至少一种。

12、在一些可能的实现方式中，所述添加剂还包括：碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、锂盐添加剂中的至少一种；所述碳酸酯类添加剂的质量百分比为1wt％-10wt％；所述含硫添加剂的质量百分比为0.1wt％-2wt％；所述锂盐添加剂的质量百分比为0.2wt％-1wt％。

13、在一些可能的实现方式中，所述碳酸酯类添加剂选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯酯中的至少一种；所述含硫添加剂选自亚硫酸丙烯酯、丙烯基-1,3-磺酸内酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯中的至少一种。所述锂盐添加剂选自双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂中的至少一种。

14、再一方面，提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：壳体、位于所述壳体内部的正极、负极、隔膜和电解液，且所述正极和所述负极由所述隔膜相隔开；其中，所述电解液如上述任一所述。

15、本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

16、本申请实施例提供了含有2,2,2-三氟乙氧基基团的苯甲腈类化合物作为电解液添加剂的应用。研究发现，该苯甲腈类化合物中含有的2,2,2-三氟乙氧基基团，其氟元素能够在电池负极参与sei膜的生成，实现负极成膜。当该苯甲腈类化合物与腈类添加剂共存时，苯甲腈类化合物基于其负极成膜功能，能够修复腈类添加剂所破坏的负极界面膜，从而确保锂离子电池的循环性能不被劣化，这样，锂离子电池基于共存的苯甲腈类化合物和腈类添加剂，能够兼顾优异的循环性能和耐高温性能。另外，该苯甲腈类化合物基于其甲腈基团还能够与电解液中痕量的水和酸相结合，消除水分并降低酸度，起到除水除酸功能，加之，该苯甲腈类化合物基于其刚性苯环使其具有较强的耐氧化性，这均利于提升电解液自身的稳定性，从而进一步优化锂离子电池的循环性能。

技术特征：

1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂的化学结构式如下所示：

2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂的化学结构式如下任一所示：

3.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括：1mol/l-3mol/l的锂盐、2wt％-30wt％的添加剂、余量的溶剂；

4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述腈类添加剂的质量百分比为0.2wt％-2wt％；

5.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述腈类添加剂包括甲腈、乙腈、丙腈、丁腈、丁二腈、己二腈、戊二腈、辛二腈、1,3,6-己烷三甲腈、1,3,5-戊烷三甲腈、对氟苯甲腈、对甲基苯甲腈、2-氟己二腈、2,2-二氟丁二腈中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的至少一种。

7.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述溶剂包括链状碳酸酯、环状碳酸酯、羟酸酯、亚硫酸酯、亚硝酸酯中的至少一种。

8.根据权利要求3-7任一项所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括：碳酸酯类添加剂、含硫添加剂、锂盐添加剂中的至少一种；

9.根据权利要求8所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯类添加剂选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯酯中的至少一种；

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：壳体、位于所述壳体内部的正极、负极、隔膜和电解液，且所述正极和所述负极由所述隔膜相隔开；

技术总结本申请公开了电解液添加剂、电解液及锂离子电池，属于二次电池领域。该电解液添加剂的化学结构式如下所示：其中，R<subgt;1</subgt;、R<subgt;2</subgt;各自独立地选自氢、卤素、含有1‑10个碳原子的卤代烃基、含有1‑10个碳原子的烷氧基或者含有3‑5个碳原子的醇羟基。该苯甲腈类化合物与腈类添加剂共存时，苯甲腈类化合物基于其负极成膜功能，能够修复腈类添加剂所破坏的负极界面膜，而且该苯甲腈类化合物基还具有除水除酸功能，使得锂离子电池能够兼顾优异的循环性能和耐高温性能。技术研发人员：张顺,李锐,王超,宋鹏元受保护的技术使用者：惠州亿纬锂能股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18