[發明專利]一種電解液及其應用

有效

• 申請號: 202111100977.7
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113851714B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 馮志強
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明提供了一種電解液及其應用，所述電解液包括非水有機溶劑、鋰鹽和添加劑，所述添加劑包括4,4'?聯苯基二硼酸和醇類添加劑，二者在化成過程中可以生成一種電解質，該電解質能夠在正負極間迅速聚合，隔離正負極，起到保護作用，阻止電池進步熱失控，起火爆炸。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，涉及一種電解液及其應用。

背景技術

鋰離子電池因具有電壓高、儲存和循環壽命長、荷電保持能力強、無環境污染、工作范圍廣等優異特性，目前已廣泛應用于新能源電動汽車領域。

同時，隨著電動車對于續航里程的要求，新能源行業對于高鎳NCM三元體系研究越來越深入，并已在市場上進行普遍推廣，但是電動車在應用中爆發出的安全性問題也愈發令人關注。汽車使用環境不穩定，因此對于電池的穩定性和安全性要求越來越高。

電解質是電池的關鍵材料，在電池中提供鋰離子的遷移通道，添加劑也可形成SEI膜，穩定正負極界面。目前電解質主要是液態電解液，包括提供鋰離子的鋰鹽，碳酸酯類的溶劑，穩定正負極界面的添加劑，液態電解液離子電導率高，生產效率高，對電池生產工藝要求低，但在應用過程中，遭遇不穩定因素，會導致正負極短路，發生熱失控，進而起火爆炸。

CN101783421A公開了一種鋰離子電池液態電解液的添加劑，所述添加劑是納米級的粉粒無機氧化物。將該添加劑加入鋰離子電池液態電解液中，所述添加劑的量占所用電解液的重量百分比是1％～20％。

CN102509810A公開了一種鋰離子電池的液態電解液，包括電解質、溶劑和添加劑，所述的添加劑的分子簡式是LIODFB，化學式是LiBC₂O₄F₂，其添加量占所用電解液的重量百分比是1％～3％。

上述方案制備的電解液在應用的過程中均可能在應用過程中，遭遇不穩定因素，會導致正負極短路，發生熱失控，進而起火爆炸，因此，開發一種可以避免正負極短路進而引起爆炸的電解液是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電解液及其應用，所述電解液中含有4,4'-聯苯基二硼酸和特定的醇類添加劑，二者在化成過程中可以生成一種電解質，該電解質能夠在正負極間迅速聚合，隔離正負極，起到保護作用，阻止電池進步熱失控，起火爆炸。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種電解液，所述電解液包括非水有機溶劑、鋰鹽和添加劑，所述添加劑包括4,4'-聯苯基二硼酸和醇類添加劑，所述醇類添加劑的結構式如式I所示：

本發明在電解液中加入4,4'-聯苯基二硼酸和醇類添加劑，在化成過程中，4,4'-聯苯基二硼酸和醇類添加劑聚合形成電解質，可耐200℃的高溫環境，提高鋰離子電池的電化學穩定性和高溫安全性，不易發生熱失控。

優選地，以所述電解液的質量為100％計，所述醇類添加劑的質量分數為5～15％，例如：5％、8％、10％、12％或15％等，優選為8～12％。

優選地，以所述電解液的質量為100％計，所述4,4'-聯苯基二硼酸的質量分數為1.0～1.5％，例如：1.0％、1.1％、1.2％、1.4％或1.5％等。

優選地，所述非水溶劑包括環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯。

優選地，所述環狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或γ-丁內酯中的任意一種或至少兩種的組合。

優選地，所述鏈狀碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸丁烯酯、二乙基碳酸酯、二丙基碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯或丙酸丙酯中的任意一種或至少兩種的組合。