[發明專利]高功率鋰電池用電解液及其制備方法

在審

• 申請號: 202010236233.7
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111261941A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 林紅;趙衛民;任海;劉永;郭慶元;孫建勇
• 申請（專利權）人: 山東海容電源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/052;H01M10/0525;C07F5/02
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明提供了一種高功率鋰電池用電解液和一種高功率鋰電池用電解液制備方法，其中，高功率鋰電池用電解液，包括鋰鹽和無水有機溶劑，還包括：含有B?O鍵的硼酸酯類添加劑。通過本發明的技術方案，在鋰電池電解液中加入含有B?O鍵的硼酸酯類添加劑，硼酸酯類添加劑在負極表面能夠形成含B?O鍵和B?O?B鍵的化合物致密SEI膜有效的阻止了電解液的分解，提高電極與電解液相界面膜的均勻性和穩定性，同時，缺電子的含硼類添加劑也會提高正極表面的LiF的溶解度，形成CEI膜較薄并且具有低阻抗，從而形成了良好的SEI膜和CEI膜，進而提高了電池的循環穩定性，同時，制備的電解液具有一定的阻燃性能，適用于高功率鋰電池。

技術領域

本發明涉及鋰電池電解液技術領域，具體而言，涉及一種高功率鋰電池用電解液和一種高功率鋰電池用電解液制備方法。

背景技術

隨著密度電池需求量的持續增加，研究者對鋰離子電池添加劑的設計、合成機理進行了深入研究。在鋰離子電池的首次充放電的過程中，電解液會發生氧化分解，形成一層覆于電極材料的SEI膜。SEI膜只允許鋰離子自由進出而溶劑分子無法穿越，這有效的阻止溶劑分子對電極的破壞，提高了鋰電池的鋰容量和循環壽命。能否在正極和負極表面形成致密和穩定的SEI膜是判斷鋰離子電池循環效率和可逆容量的標準之一。

因此，開發優良的添加劑來改善正負極的性能，成為改良高功率鋰電池的關鍵。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明的目的在于提供一種高功率鋰電池用電解液和一種高功率鋰電池用電解液制備方法，來改善正負極的性能，以解決電極成膜差導致鋰容量低、循環壽命短、正極表面形成CEI膜阻抗高的問題。

為了實現上述目的，本發明的第一方面的技術方案提供了一種高功率鋰電池用電解液，包括鋰鹽和無水有機溶劑，還包括：含有B-O鍵的硼酸酯類添加劑。

在該技術方案中，含有B-O鍵的硼酸酯類添加劑的加入，在正負極形成較為均勻致密的鈍化膜，顯著提高了電解液的循環性能。含有B-O鍵的硼酸酯類添加劑具有沸點高、閃點高以及不易燃的特點，因此本發明提出的高功率鋰電池用電解液也具備一定的阻燃性能。本發明的含有B-O鍵的硼酸酯類添加劑在負極表面能夠形成含B-O鍵和B-O-B鍵的化合物致密SEI膜有效的阻止了電解液的分解，提高電極與電解液相界面膜的均勻性和穩定性，同時，缺電子的含硼類添加劑也會提高正極表面的LiF的溶解度，形成的CEI膜較薄并且具有低阻抗性。

優選地，硼酸酯類添加劑的結構式為：

[化學式1]

其中，[化學式1]中，R1和R2相互獨立地為氫、氰基、鹵代(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)烷氧基羰基、(C3-C12)環烷基、(C3-C12)雜環烷基、(C6-C12)芳基、(C3-C12)雜芳基或(C6-C12)芳基(C1-C10)烷基。。

優選地，硼酸酯類添加劑的結構式為：

[化學式2]

其中，[化學式2]中，R3和R4相互獨立地為氫、氰基、鹵代(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷基、(C1-C10)烷氧基、(C1-C10)烷氧基羰基、(C3-C12)環烷基、(C3-C12)雜環烷基、(C6-C12)芳基、(C3-C12)雜芳基或(C6-C12)芳基(C1-C10)烷基。