[發明專利]一種順丁烯二酸酐及其鋰電池電解液和鋰離子電池

在審

• 申請號: 201910975509.0
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110845458A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 邵俊華;李海杰;張建飛;閆國鋒;徐斌;龔國斌;李躍強
• 申請（專利權）人: 湖南博信新能源科技有限公司
• 主分類號: C07D307/93
• 分類號: C07D307/93;H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種順丁烯二酸酐類電解液添加劑。本發明還公開了包括該添加劑的電解液和鋰離子電池。包括該的電解液可以在正負極表面形成穩定的保護膜，抑制電極表面的反應活性，減少電解液的氧化分解，有效地抑制脹氣，從而提高鋰離子電池的安全性能、在常壓和高電壓下的循環性能和使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種順丁烯二酸酐及其鋰電池電解液和鋰離子電池，屬于鋰離子電池領域。

背景技術

近年來隨著便攜式電子設備的普及、電動工具和電動汽車的發展，作為新一代高能電源的鋰離子電池得到了廣泛的關注。目前，商業化的鋰離子電池的正極材料主要有錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。

目前已經開發出了多種高電壓的正極材料如尖晶石結構的LiMn₂-xLi_xO₄、LiMn₂-xMxO₄和橄欖石結構的LiMPO₄等。但是隨著使用電壓的提高，常規的電解液除了自身氧化分解反應發生外，還會在正極材料表面上氧化分解，含有過渡金屬元素的正極材料更起到了催化作用從而促進了電解液的氧化，最終導致電池內阻的升高，循環性能破壞，減短了電池的使用壽命。

發明內容

本發明的第一個目的為提供一種可提高鋰離子電池使用壽命順丁烯二酸酐類添加劑。

本發明的第二個目的在于提供一種包括所述順丁烯二酸酐的鋰離子電解液。

本發明的第三個目的在于提供一種包括所述電解液的離子電池。

本發明提供了一種順丁烯二酸酐，其特征在于：具備如下結構。

本發明提供了一種包括所述順丁烯二酸酐的鋰電池電解液。

所述順丁烯二酸酐占所述電解液總重量的1％～6％。

所述鋰電池電解液還包括有機溶劑和鋰鹽。

其中有機溶劑占所述電解液總重量的80％～85％。

所述鋰鹽占所述電解液總重量的15％～20％。

所述鋰鹽為選自六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、甲基磺酸鋰、三氟甲基磺酸鋰或雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的一種或幾種。

所述有機溶劑為碳酸酯。

所述碳酸酯為選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二丙酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的一種。

所述有機溶劑為乙酸酯。

所述乙酯為選自乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、或乙酸丙酯中的一種或者幾種。

所述鋰電池電解液還包括鎓鹽。

所述鎓鹽為季銨鹽。

所述季銨鹽為聚乙烯亞胺(PEI)。

所述聚乙烯亞胺的分子量為10000-20000。

本發明提供了一種鋰離子電池，包括所述的鋰電池鋰離子電解液，所述鋰離子電池的正極材料為鎳鈷錳酸鋰。

相對于現有技術，本發明的有益效果如下：

本發明所述的順丁烯二酸酐可以在鎳鈷錳酸鋰電極材料表面形成一層致密的保護膜，并通過所述順丁烯二酸酐與電池材料酸根離子之間的氫鍵與絡合鍵使所述保護膜穩定地吸附在電極材料表面。