[發明專利]用于天然石墨負極鋰離子電池的電解液

有效

• 申請號: 202010465349.8
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN113571770B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 薄祥昆;蔣日家;岳敏;錢超
• 申請（專利權）人: 深圳市研一新材料有限責任公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 孫皓;林虹

1.一種用于天然石墨負極鋰離子電池的電解液，包括以下重量百分比的各組分制備而成：鋰鹽3％～20％、添加劑2％～50％以及有機溶劑30％～95％；其特征在于：所述添加劑含有磷酸酯和膦酸酯類化合物、硫酸酯類化合物、氟代醚、氟代羧酸酯，所述電解液中磷酸酯和膦酸酯類化合物的含量占電解液總質量的0.5wt.％～5wt.％，硫酸酯類化合物的含量占電解液總質量的1wt.％～5wt.％，氟代醚和氟代羧酸酯的含量占電解液總質量的5wt.％～10wt.％；

所述磷酸酯和膦酸酯類化合物如通式I、通式II和通式III所示：

通式I：通式II：通式III：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈分別獨立選自硅烷基、氟代硅烷基、烷基、鹵代烷基、烷基硅烷基、氟代烷基硅烷基中的至少一種；R₉選自烷基、硅烷基、氟代烷基、氟代硅烷基、烷基硅烷基、氟代烷基硅烷基、烷基硅氧烷基、烷基硅氧烷基羰基烷基或氟代烷基羰基中的至少一種；

所述硫酸酯類化合物如通式IV和通式V所示：

通式IV：通式V：

其中，m為1～3的整數；R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₁₅分別獨立選自鹵族元素、烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基中的至少一種；

氟代鏈狀醚如通式VI所示，氟代環狀醚如通式VII所示：

通式VI：通式VII：

其中，n為1～20的整數；R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀分別獨立地選自氟代烷基、氟代烷氧基中的至少一種；或分別獨立地選自氟代烷基、氟代烷氧基的至少一種和烷基、烷氧基中的至少一種；

氟代鏈狀羧酸酯化合物如通式VIII所示，氟代環狀羧酸酯化合物如通式IX所示：

通式VIII：通式IX：

其中，k為1～3的整數，R₁₆、R₁₇、R₁₈、R₁₉、R₂₀、R₂₁分別獨立選自鹵族元素、鹵代烷基、鹵代烷氧基中的至少一種，或分別獨立選自鹵族元素、鹵代烷基、鹵代烷氧基中的至少一種和烷基、烷氧基中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的用于天然石墨負極鋰離子電池的電解液，其特征在于：所述鋰鹽為LiPF₆、LiBF₄、LiCH₃SO₃、LiCF₃SO₃、LiAsF₆、LiSbF₆、LiClO₄、Li[BF₂(C₂O₄)]、Li[PF₂(C₂O₄)₂]、Li[N(CF₃SO₂)₂]、Li[C(CF₃SO₂)₃]、LiODFB、LiBOB、LiPO₂F₂、LiFSI、LiTFSI中的至少一種，有機溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸正丙酯、乙酸乙酯中的至少一種，添加劑還包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內酯、亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、丙磺酸內酯、γ-丁內酯、二氧戊環、二氧六環、四氫呋喃中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的用于天然石墨負極鋰離子電池的電解液，其特征在于：磷酸酯和膦酸酯類化合物包括三甲基硅烷亞磷酸酯、三甲基硅烷磷酸酯、(2-三甲基甲硅烷基氧基羰基乙基)膦酸二甲酯、雙(三甲基甲硅烷基)三氟磷酸乙酰酯；硫酸酯化合物包括4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硫雜環戊烷2,2-二氧化物、硫酸二乙酯；氟代醚和氟代羧酸酯化合物包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、二氟乙酸乙酯、3,3,4,4-四氟四氫呋喃、γ-甲基-α-(三氟甲基)-γ-戊內酯。