[發明專利]鋰離子電池電解液添加劑、非水電解液及含該電解液的鋰離子電池

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• 申請號: 202210715044.7
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN115172876A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 楊天翔;王芳;伊竟廣;胡驥;常美佳;李文涵;徐可心
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/056
• 代理公司: 洛陽華和知識產權代理事務所(普通合伙) 41203
• 代理人: 劉亞莉

1.一種鋰離子電池電解液添加劑：其特征在于其結構式如式Ⅰ所示：

其中R₁選自取代或未取代的C1-C5烷基，取代基為鹵素或三氟甲基；R₂選自取代或未取代的C1-C5烷基、取代或未取代的C2-C5的烯基、取代或未取代的C2-C5的炔基、取代或未取代的硅基中的至少一種，其中，取代基為鹵素或氰基或烯烴基或炔基。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池電解液添加劑，其特征在于選自如下化合物式A-式L中的至少一種：

3.一種鋰離子電池電解液，其特征在于包括非水系有機溶劑、導電鋰鹽、權利要求1或2所述的電解液添加劑、第二添加劑；以重量百分數計，所述非水系有機溶劑、導電鋰鹽、電解液添加劑、第二添加劑的百分含量依次為：65％-90％、9％-25％、0.1％-5％、0％-5％。

4.如權利要求3所述的鋰離子電池電解液，其特征在于導電鋰鹽在非水系有機溶劑中的摩爾濃度為0.8-2.0mol/L。

5.如權利要求3所述的鋰離子電池電解液，其特征在于非水系有機溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、1,3-二氧戊環、1,4-二氧六環、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、正丁酸甲酯、正丁酸乙酯、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚以及它們相應地部分或全部氟取代的氟化物中的一種或幾種的混合。

6.如權利要求3所述的鋰離子電池電解液，其特征在于導電鋰鹽選自六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、六氟銻酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、二氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙(五氟乙基磺酰)亞胺鋰、三(三氟甲基磺酰)甲基鋰、三(五氟乙基磺酰)甲基鋰或三氟甲磺酸鋰中的一種或幾種的混合。

7.如權利要求3所述的鋰離子電池電解液，其特征在于第二添加劑選自1,3-丙烷磺酸內酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亞甲酯、1,3-丙烯磺酸內酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的一種或幾種混合。

8.一種鋰離子電池，其特征在于包括正極片、負極片、隔膜和權利要求3-7任一所述的鋰離子電池電解液；所述鋰離子電池電解液包括非水系有機溶劑、導電鋰鹽、電解液添加劑和第二添加劑；所述的正極片包括正極集流體、正極活性材料、導電劑和粘結劑；負極片包括負極集流體、負極活性材料、導電劑和粘結劑；

所述電解液添加劑具有以下結構式：

其中R₁選自取代或未取代的C1-C5烷基，取代基為鹵素或三氟甲基；R₂選自取代或未取代的C1-C5烷基、取代或未取代的C2-C5的烯基、取代或未取代的C2-C5的炔基、取代或未取代的硅基中的至少一種，其中，取代基為鹵素或氰基或烯烴基或炔基。

9.如權利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于正極集流體的材質至少包括鋁，正極活性材料選自鋰的過渡金屬氧化物，至少包括LiMO₂(M＝Ni，Co，Mn)、LiMn₂O₄、LiMPO₄(M＝Fe，Mn，Co)、LiNi_xCo_yM_1-x-yO₂(0≤x，y≤1且x+y≤1；M＝Mg、Al、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Zn、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Ba或稀土元素中的一種或幾種混合)。

10.如權利要求8或9所述的鋰離子電池，其特征在于所述負極集流體的材質至少包括銅、不銹鋼、鋁、鎳、鈦、碳布中的一種或兩種或多種的復合物；

所述的負極活性材料選自石墨、中間相碳微球、Si、SiO_x(0x2)、硅碳材料、鈦酸鋰、鋰金屬、鋰合金中的一種或幾種混合。