[發(fā)明專利]非水電解液及使用了其的蓄電裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010611242.X
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111668547B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖培濤;陳石穿;李軼;陶亮;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 遠(yuǎn)景動(dòng)力技術(shù)（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 上海上谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31342
• 代理人: 蔡繼清

本發(fā)明公開了一種非水電解液及使用了其的蓄電裝置。本發(fā)明中非水電解液，包括非水溶劑、鋰鹽及添加劑，其中添加劑包括含有不飽和環(huán)狀基團(tuán)的異氰酸酯化合物。本發(fā)明中的一種蓄電裝置，包括正極、負(fù)極、隔膜和上述的非水電解液。使用了本發(fā)明公開的非水電解液的蓄電裝置可實(shí)現(xiàn)電極成膜及電極性能改善、電池抑制氣體與延長壽命的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及電池制造領(lǐng)域，特別涉及非水電解液及使用了其的蓄電裝置。

背景技術(shù)

蓄電裝置，特別是鋰二次電池作為移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、儲能設(shè)備等電源被廣泛使用。

一方面，鋰二次電池的負(fù)極，包括鋰金屬、能夠嵌入及脫嵌鋰的金屬化合物(金屬單質(zhì)、金屬氧化物、與鋰的合金等)、碳材料。特別是使用了碳材料中的例如焦炭、石墨(人造石墨、天然石墨)等能夠嵌入及脫嵌鋰的碳材料的非水系電解液二次電池被廣泛使用。前述負(fù)極材料，由于在與鋰金屬同等的極低的電位下儲藏及脫嵌鋰和電子，有大量溶劑被還原分解，不管負(fù)極材料的種類如何，在負(fù)極上電解液中的溶劑一部分發(fā)生還原分解，通過分解物的沉積、氣體產(chǎn)生、電極的膨起而阻礙鋰離子的移動(dòng)。

另一方面，作為正極材料使用的LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiFePO₄等能夠嵌入及脫嵌鋰的材料由于在以鋰基準(zhǔn)計(jì)為3.5V以上的高電壓下儲藏及脫嵌鋰和電子，不管正極材料的種類如何，在正極上電解液中的溶劑一部分發(fā)生氧化分解，通過分解物的沉積而使電阻增大，或者通過溶劑的分解而產(chǎn)生氣體從而使電池膨起。

電子設(shè)備搭載鋰二次電池，隨著能量密度的提高，耗電量增大，電子設(shè)備發(fā)熱引起電池溫度上升，電解液處于易被分解的狀態(tài)，電解液分解產(chǎn)生的氣體產(chǎn)生使得電池膨起，電池使用壽命變短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種非水電解液及使用了其的蓄電裝置，使得氣體產(chǎn)生得以抑制、電池壽命得以增長。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種非水電解液，包括非水溶劑、鋰鹽及添加劑，所述添加劑包括通式(I)所表示的含有不飽和環(huán)狀基團(tuán)的異氰酸酯化合物：

式中，R1選自碳原子數(shù)為7至13的芳烷基、碳原子數(shù)為6至12的芳香基、碳原子數(shù)為5至12的不飽和環(huán)、其中，所述碳原子數(shù)為7至13的芳烷基、碳原子數(shù)為6至12的芳香基、碳原子數(shù)為5至12的不飽和環(huán)中的至少一個(gè)氫原子可以被鹵素和/或碳原子數(shù)為1至4的烷基取代。

一實(shí)施例中，上述通式(I)所表示的含有不飽和環(huán)狀基團(tuán)的異氰酸酯化合物中R1選自苯基、至少一個(gè)氫原子被鹵素和/或碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的苯基、環(huán)己烯基、至少一個(gè)氫原子被鹵素和/或碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的環(huán)己烯基、環(huán)己二烯基、至少一個(gè)氫原子被鹵素和/或碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的環(huán)己二烯基。

一實(shí)施例中，上述通式(I)所表示的含有不飽和環(huán)狀基團(tuán)的異氰酸酯化合物中R1選自苯基、異氰酸酯基鄰位和/或?qū)ξ粴湓颖畸u素和/或碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的苯基、環(huán)己烯基、異氰酸酯基鄰位和/或?qū)ξ粴湓颖畸u素和/或碳原子數(shù)為1至4的烷基取代的環(huán)己烯基。

一實(shí)施例中，上述通式(I)所表示的含有不飽和環(huán)狀基團(tuán)的異氰酸酯化合物中R1是六元環(huán)基，不飽和度為1至3。

一實(shí)施例中，上述通式(I)所表示的含有不飽和環(huán)狀基團(tuán)的異氰酸酯化合物中R1選自苯基、環(huán)己烯基。

一實(shí)施例中，上述碳原子數(shù)為1至4的烷基中至少一個(gè)氫原子可以被碳原子數(shù)為1至4的烷基取代。

一實(shí)施例中，上述非水溶劑包括碳酸亞乙酯(EC)和/或碳酸甲乙酯(EMC)和/或碳酸亞丙酯(PC)和/或碳酸二乙酯(DEC)。