[發明專利]磷酸酯型金屬鹽化合物的應用、電解液添加劑、電解液及電池

有效

• 申請號: 202010157026.2
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111354979B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 劉鵬;熊俊俏;石謙;陳小平
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 侯武嬌

本發明涉及一種磷酸酯型金屬鹽化合物的應用、電解液添加劑、電解液及電池，磷酸酯型金屬鹽化合物具有如通式(I)的結構：其中，R選自具有1～5個C原子的鹵原子取代或未取代的烷基，或具有1～5個C原子的鹵原子取代或未取代的不飽和烴基；M⁺為堿金屬陽離子。采用了上述磷酸酯型金屬鹽化合物作為添加劑a用于電解液添加劑，或進一步將添加劑a與添加劑b進行組合作為電解液添加劑，能夠提高高電壓(～5.0V)鋰離子電池的循環性能、高溫存儲性能和低溫性能。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種磷酸酯型金屬鹽化合物的應用、電解液添加劑、電解液及電池。

背景技術

鋰離子電池具有高電壓、高能量密度、輸出功率大、壽命長、對環境友好等優點，廣泛應用于筆記本電腦，數碼相機等電子產品，特別是在新能源車領域的應用越來越普遍。目前，隨著人們對電動汽車續航里程增加的需求，及國家對新能源汽車補貼的政策，發展更高能量密度的鋰離子電池尤為重要。眾所周知，提高鋰離子的工作電壓是增大電池能量密度的路徑之一，但同時電池工作電壓越高，材料間的反應越劇烈，產生的副反應產物越多，因此開發滿足高電壓體系的鋰離子電池材料迫在眉睫。

電解液作為鋰離子動力電池的關鍵材料之一，其對電池的容量、高低溫性能等有著顯著的影響。為了保證電池在高電壓體系下的穩定性，需提高電解液的穩定性能，減少其在高電壓體系下在正極表面發生氧化分解，從而避免對電池性能的不良影響。在電解液的三大組分中，鋰鹽和溶劑的配方變化不大，添加劑是提升鋰離子電池在高電壓體系下穩定的關鍵因素，開發耐高電壓電解液添加劑，改善鋰離子動力電池的電性能具有重要意義。

發明內容

基于此，有必要提供一種電解液添加劑，其用于電池的電解液，其可顯著改善鋰離子電池在高電壓下(～5.0V)的循環性能、高溫存儲性能及低溫性能。

相應地，還有必要提供一種磷酸酯型金屬鹽化合物在制備電解液添加劑中的應用。

本發明的一個方面，提供了一種磷酸酯型金屬鹽化合物在制備電解液添加劑中的應用，所述磷酸酯型金屬鹽化合物具有如通式(I)的結構：

其中，R選自具有1～5個C原子的鹵原子取代或未取代的烷基，或具有1～ 5個C原子的鹵原子取代或未取代的不飽和烴基；

M⁺為堿金屬陽離子。

在其中一些實施例中，M⁺選自鋰金屬陽離子、鈉金屬陽離子或鉀金屬陽離子；和/或

R選自鹵原子取代或未取代的甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基或異丁基，或者鹵原子取代或未取代的乙烯基、烯丙基、乙炔基或丙炔基。

在其中一些實施例中，所述鹵原子選自氟、氯或溴。

在其中一些實施例中，所述磷酸酯型金屬鹽化合物選自如下化合物中的一種：

本發明的又一個方面，提供了一種電解液添加劑，含有添加劑a；所述添加劑a為磷酸酯型金屬鹽化合物，所述磷酸酯型金屬鹽化合物具有如通式(I)的結構：

其中，R選自具有1～5個C原子的鹵原子取代或未取代的烷基，或具有1～ 5個C原子的鹵原子取代或未取代的不飽和烴基；

M⁺為堿金屬陽離子。

在其中一些實施例中，還包括添加劑b，所述添加劑b選自碳酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內酯及二氟磷酸鋰中的至少一種。

在其中一些實施例中，所述添加劑a和所述添加劑b的質量比為(1～5):(1～ 5)。