[發明專利]添加劑、電解質溶液及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201410324141.9
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN105244539B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 錢冠男;何向明;尚玉明;李建軍;王莉;高劍;楊聚平;王要武;趙鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇華東鋰電技術研究院有限公司;清華大學
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0566;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司44311
• 代理人: 哈達

技術領域

本發明涉及一種添加劑、電解質溶液及應用該電解質溶液的鋰離子電池。

背景技術

碳酸酯類電解液是目前應用最廣泛的鋰離子電池電解液。碳酸丙烯酯(PC)具有低熔點(-55℃)、高沸點(240℃)、高介電常數等特點，尤其在低溫下具有優異的離子傳導能力，是一種理想的電解液組分。但是，PC分子會在電池放電過程中與石墨負極發生共嵌現象，結果石墨負極表面難以形成穩定的固體電解質膜(SEI)，從而導致石墨負極材料不斷發生剝落而遭到破壞，這在很大程度上限制了PC作為電解液組分的應用。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種添加劑、應用該添加劑的電解質溶液及應用該電解質溶液的鋰離子電池，該添加劑能夠改善石墨負極材料因PC嵌入而導致的結構破壞問題。

一種用于鋰離子電池的添加劑，是由有機二胺類化合物與馬來酰亞胺類單體通過聚合反應得到的聚合物，該馬來酰亞胺類單體包括馬來酰亞胺單體、雙馬來酰亞胺單體、多馬來酰亞胺單體及馬來酰亞胺類衍生物單體中的至少一種，該有機二胺類化合物的分子通式由式(3)或式(4)表示，其中R₃與R₄為二價有機取代基，

H₂N-R₃-NH₂(3)；

一種電解質溶液，包括電解質鹽、非水溶劑及上述添加劑，該非水溶劑包括碳酸丙烯酯。

一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜及上述電解質溶液。

本發明采用有機二胺類化合物與馬來酰亞胺類單體通過聚合反應得到的聚合物作為添加劑，對電解質溶液進行改性，可以有效改善石墨負極材料因PC嵌入而導致的結構破壞問題，提高了電化學電池的電化學穩定性及循環性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例1及對比例1的鋰離子電池的首次充放電曲線。

圖2為本發明實施例2及對比例1的鋰離子電池的循環性能曲線。

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的電解質溶液及應用該電解質溶液的鋰離子電池作進一步的詳細說明。

本發明實施方式提供一種用于鋰離子電池的添加劑，該添加劑是由有機二胺類化合物與馬來酰亞胺類單體通過聚合反應得到的聚合物。

該馬來酰亞胺類單體包括馬來酰亞胺單體、雙馬來酰亞胺單體、多馬來酰亞胺單體及馬來酰亞胺類衍生物單體中的至少一種。

該馬來酰亞胺單體的分子通式可以由式(1)表示。

R₁為單價有機取代基，具體地，可以為-R,-RNHR,-C(O)CH₃，-CH₂OCH₃,-CH₂S(O)CH₃,單價形式的環脂族基團，單價形式的取代芳香族基團，或單價形式的未取代芳香族基團，如-C₆H₅,-C₆H₄C₆H₅，或-CH₂-(C₆H₄)-CH₃。R為1～6個碳的烴基，優選為烷基。所述取代優選是以鹵素，1～6個碳的烷基或1～6個碳的硅烷基進行取代。該未取代芳香族基團優選為苯基、甲基苯基或二甲基苯基。該芳香族的苯環的數量優選為1～2個。

具體地，該馬來酰亞胺單體可以選自N-苯基馬來酰亞胺、N-(鄰甲基苯基)-馬來酰亞胺、N-(間甲基苯基)-馬來酰亞胺、N-(對甲基苯基)-馬來酰亞胺、N-環己烷基馬來酰亞胺、馬來酰亞胺、馬來酰亞胺基酚、馬來酰亞胺基苯并環丁烯、二甲苯基馬來酰亞胺、N-甲基馬來酰亞胺、乙烯基馬來酰亞胺、硫代馬來酰亞胺、馬來酰亞胺酮、亞甲基馬來酰亞胺、馬來酰亞胺甲醚、馬來酰亞胺基乙二醇及4-馬來酰亞胺苯砜中的一種或多種。

該雙馬來酰亞胺單體的分子通式可以由式(2)表示。