[發(fā)明專利]取代硅基磷酸酯類化合物的新用途及電解液、鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113054258B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭德培;范偉貞;信勇;趙經(jīng)緯
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州天賜高新材料股份有限公司;九江天賜高新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/42;H01M10/0525;C07F9/09
• 代理公司: 廣州市科豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44467
• 代理人: 羅嘯秋

本發(fā)明涉及式(I)所示結(jié)構(gòu)的取代硅基磷酸酯類化合物的新用途及電解液、鋰離子電池。該取代硅基磷酸酯類化合物作為電解液添加劑，能夠抑制電池的氣體溶脹，降低阻抗的高能量密度體系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及取代硅基磷酸酯類化合物的新用途及電解液、鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有工作電壓高、比能量密度高、循環(huán)壽命長、自放電率低、無記憶效應(yīng)、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類電子消費(fèi)品和動力電池市場。隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，消費(fèi)者對鋰離子電池的使用環(huán)境、需求不斷提升，同時(shí)對電子設(shè)備的續(xù)航能力要求越來越高，這就要求鋰離子電池能夠具有更高的能量密度。

近年來，正在尋求具有更高能量密度的鋰離子二次電池，作為其方法之一的是使用高克容量的正負(fù)極材料。目前三元高鎳正極材料，硅基負(fù)極材料，是極具潛力的鋰離子電池高能量密度材料。但高鎳含量材料易吸水，環(huán)境濕度大的情況下表面Ni-O鍵結(jié)構(gòu)分解導(dǎo)致鋰析出形成氫氧化鋰和碳酸鋰等堿性物質(zhì)，導(dǎo)致電解液穩(wěn)定性也隨之降低，高溫下電池氣脹嚴(yán)重。此外，硅基負(fù)極材料也存在著較為明顯的缺點(diǎn)，其一是硅顆粒在脫嵌鋰時(shí)伴隨著體積膨脹和收縮從而導(dǎo)致顆粒粉化、脫落，造成結(jié)構(gòu)坍塌，使電池容量衰減；其二是硅基負(fù)極材料的體積效應(yīng)問題，致使SEI膜不斷被破壞及修復(fù)，同時(shí)電解液不斷被消耗且電池內(nèi)阻逐漸增加，最終導(dǎo)致電池跳水。

現(xiàn)階段，電解液中添加劑的使用是解決以上問題的高效武器。許多科研者通過往電解液中添加不同的成膜添加劑(如碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯)來改善SEI膜的質(zhì)量，從而改善電池的各項(xiàng)性能。但是添加氟代碳酸乙烯酯后，電池在高溫儲存過程中容易產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致電池發(fā)生鼓脹，阻抗升高，嚴(yán)重影響了電池的高溫性能。因此，迫切需要開發(fā)一種能夠抑制氣體溶脹，降低阻抗的高能量密度體系的鋰離子電池電解液。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種取代硅基磷酸酯類化合物的新用途及電解液、鋰離子電池。該取代硅基磷酸酯類化合物作為電解液添加劑，能夠抑制電池的氣體溶脹，降低阻抗的高能量密度體系。

式(I)所示結(jié)構(gòu)的取代硅基磷酸酯類化合物在作為電解液添加劑中的應(yīng)用：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈、R₉各自獨(dú)立地選自：C_1-8烷基、C_2-8烯烴或C_2-8炔烴；

且R₁、R₂、R₃中至少有一個(gè)為C_1-8烷基，有一個(gè)為C_2-8烯烴或C_2-8炔烴；

R₄、R₅、R₆中至少有一個(gè)為C_1-8烷基，有一個(gè)為C_2-8烯烴或C_2-8炔烴；

R₇、R₈、R₉中至少有一個(gè)為C_1-8烷基，有一個(gè)為C_2-8烯烴或C_2-8炔烴。

一種電解液，包括添加劑，所述添加劑包括式(I)所示結(jié)構(gòu)的取代硅基磷酸酯類化合物：