[發明專利]一種鋰離子電池非水電解液的添加劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810550680.2
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108550914A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 許彬;林存生;邢宗仁;石宇;周銀波;胡葆華
• 申請（專利權）人: 中節能萬潤股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0568;H01M10/0569
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發明提出了一種鋰離子電池非水電解液的添加劑及其制備方法和應用，所述添加劑具有如式(1)所示的分子結構：其中，R₁，R₂各自獨立的表示氟基或三氟甲基，n和m各自獨立的為0、1或2，A選自下列結構中的一種：*表示連接位點。本發明的添加劑應用到鋰離子電池的電解液中后，可以抑制電池初始容量的下降，增大初始放電容量減少高溫放置后的電池膨脹，提高電池的充放電性能及循環次數。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子非水電解液的添加劑及其制備方法和應用，特別涉及一種用于改善鋰離子電池高溫下的充放電性能以及循環次數性能的非水電解液添加劑。

背景技術

鋰離子電池因具有比能量高、循環壽命長、自放電小等優點，被廣泛應用于消費類電子產品以及儲能與動力電池中。隨著鋰離子電池的廣泛應用，其循環壽命成為鋰離子電池的一種重要指標，除此之外，由于鋰離子電池在循環后表現出了不穩定的現象，例如，經過循環后的鋰離子電池的熱穩定性能會變差，為了保障使用安全，在提高鋰離子電池循環性能的同時，還需要提高鋰離子電池在循環后的熱穩定性能。

非水電解液作為鋰離子電池內離子運動的載體，其成分基本穩定，主要為EC、PC、碳酸甲乙酯、DEC等，隨著電池應用的不斷推廣，為滿足不同性能要求的添加劑的研究越來越多，其中尤其是用來改善電池安全特性方面的添加劑居多，如防止電池過充的添加劑、防止電池熱箱失效的添加劑等等，為提高鋰電池的安全性能做出了巨大的貢獻。

近年來，隨著人們對電池使用條件的了解不斷深入，發現很多情況下電池的使用都在高于常溫的條件下，使得電池消費者和制造商都對改善電池在高溫條件下的電性能引起了重視，很多電池制造商對電池都進行了高溫存儲性能和高溫循環性能等方面的測試，并在一定程度上進行了改進。然而，許多電解液改進配方往往都從電解液的基本組分入手，提高了高溫性能，但仍不能很好地滿足對電池使用的需求。因此，從添加劑著手，改善電池循環性能和高溫特性，成為目前改善電池穩定性的重要課題。

發明內容

為了解決目前鋰電池在高溫條件下電性能存在不足的現狀，本申請人進行了銳意研究，提供一種能夠改善高溫下鋰電池的電性能且適用于鋰電池非水電解液的添加劑及該添加劑的制備方法和應用。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種鋰離子電池非水電解液的添加劑，具有如式(1)所示的分子結構：

其中，R₁，R₂各自獨立的表示氟基或三氟甲基，n和m各自獨立的為0、1或2，A選自下列結構中的一種：

*表示連接位點。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述添加劑選自下列結構之一：

本發明提供的添加劑的有益效果是：本發明的添加劑應用到鋰離子電池的電解液中后，可以抑制電池初始容量的下降，增大初始放電容量減少高溫放置后的電池膨脹，提高電池的充放電性能及循環次數。

上述添加劑的制備方法如下：

(1)在惰性氛圍以及-10～40℃的溫度條件下，將氯化亞砜加入到含有原料1的有機溶液中進行反應，反應1～4小時，獲得含有中間體1的反應液，其中，原料1如下式2所示，中間體1如下式3所示；