[發明專利]一種多功能電解液添加劑、電解液及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011388982.8
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112670571A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 邵俊華;孔東波;張利娟;李海杰;王郝為;郭飛;閆國峰;宋東亮;王亞洲;侯紅歧;韓飛;喬文忠
• 申請（專利權）人: 湖南博信新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄧建輝

本發明提供了一種多功能電解液添加劑、電解液及其制備方法和應用。本發明提供的多功能電解液添加劑，包括負極成膜添加劑VC，正極成膜添加劑1,3?PS，粘度調節劑EP以及防過充添加劑VC、DDB和Br?BIC。包含本發明提供的電解液添加劑的電池，在過充情況下，不起火不爆炸，具有優良的安全性能；在1C/1C倍率下循環1000周后，容量保持率可達85.23％，具有良好的循環性能；?20℃下，放電效率可達78.12％，具有優異的低溫性能；在55℃下，放電效率達95.68％，具有優異的高溫性能；常溫條件下存儲90天后，放電效率達89.78％，具有優異的存儲性能，自放電率低。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種多功能電解液添加劑、電解液及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池作為一種發展迅猛的儲能裝置，因具有較高的能量密度、優異的循環性能而廣泛應用于3C領域以及動力電池領域。然而近年來動力電池的里程焦慮、使用壽命等因素在一定程度上限制了其發展；手機爆炸、電動自行車爆炸、新能源汽車起火等事件，也引發了人們對鋰離子電池安全性的擔憂。

鋰離子電池單體主要由正極材料、負極材料、電解液和隔膜組成，其中電解液通常由鋰鹽、易燃性有機溶劑按照一定比例配制而成，被稱為鋰離子電池的“血液”，與電池循環壽命、高低溫性能、安全性等密切相關。常規循環狀況下，電解液會在正負極表面發生副反應而導致電池電化學性能的衰減；當電池發生過充、內短路等情況導致熱失控時，熱量迅速累積，可能導致電解液燃燒，電池組起火爆炸。為了克服上述缺陷，領域內研究者進行了大量研究。其中，電解液添加劑即是一項重要的研究內容。

常見的電解液添加劑有成膜添加劑、阻燃添加劑、防過充添加劑等。其中，防過充添加劑主要有氧化還原對添加劑、電聚合添加劑和氣體發生添加劑。氧化還原對添加劑氧化電勢一般較低，防過充能力有限；常規電聚合添加劑雖可有效緩解過充造成的安全問題，但是由于需添加較高濃度才能發揮作用，這嚴重影響了電池性能的正常發揮。同時，為了追求更高的能量密度，正極材料中鎳含量也不斷提高，材料的穩定性與耐熱性逐步下降。現在的電解液添加劑已不能滿足三元高鎳體系(如NCM811)電池嚴苛的過充測試要求；也不能滿足協同配合，提升鋰離子電池綜合性能的要求。因此尋找和設計安全有效、對電性能無負面影響且又成本低的多功能添加劑，是一項極具挑戰又非常重要的工作。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的上述技術問題之一。為此，

本發明的第一方面提供了一種多功能電解液添加劑。

本發明的第二方面提供了一種包含所述多功能電解液添加劑的電解液。

本發明的第三方面提供了一種包含所述多功能電解液添加劑的電解液的制備方法。

本發明的第四方面提供了一種包含所述多功能電解液添加劑的電池。

本發明的第五方面提供了一種多功能電解液添加劑在電動自行車和新能源汽車領域中的應用。

一種多功能電解液添加劑，由碳酸亞乙烯酯(VC)、1,3丙烷磺酸內酯(1,3-PS)、丙酸乙酯(EP)、2,5-二叔丁基-1,4-二甲氧基苯(DDB)和4-溴-芐基異氰酸酯(Br-BIC)組成。

根據本發明的一種實施方式，所述的多功能電解液添加劑，以質量份計，由32～48份的VC、4～16份的1,3-PS、20～40份的EP、4～16份的DDB和4～16份的Br-BIC組成。

根據本發明的一種實施方式，所述的多功能電解液添加劑，以質量份計，由35～45份的VC、8～12份的1,3-PS、25～35份的EP、8～12份的DDB和8～12份的Br-BIC組成。

根據本發明的一種優選的實施方式，所述的多功能電解液添加劑，以質量份計，由40份的VC、10份的1,3-PS、30份的EP、10份的DDB和10份的Br-BIC組成。