一种高电压快充型锂离子电池的非水电解液的制作方法
【专利说明】-种高电压快充型裡离子电池的非水电解液
[技术领域]
[0001] 本发明设及裡离子电池的电解液，尤其设及一种高电压快充型裡离子电池的非水 电解液。
[【背景技术】]
[0002] 目前使用的裡离子电池正极材料，如^仿0〇、^1112〇4，^(：0化111〇2，^。6?〇4等工作 电压低在4VW下，克容量为90-150mg/g。提升电池能量密度的办法主要有巧巾，一种是提高 传统正极材料的充电截止电压，例如将钻酸裡充电电压提升至4.35V、4.4V，其电池的容量 可W提升15%左右，但靠提升充电截止电压的办法是有限的，进一步的提升会导致钻酸裡 过度脱裡时结构的稳定性差。
[0003] 但是，随着工作电压及充电截止电压的提高，正极材料的氧化活性提高，正极活性 物质与电解液的反应也随之加速，导致电池在高电压下气胀严重，循环性能降低，严重制约 了正极材料性能的发挥。
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【发明内容】
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[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种充放电循环性能优良的高电压快充型裡离 子电池的非水电解液，W改善裡离子电池的常溫快充循环性能，45°高溫快充循环性能和高 溫存储性能。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种高电压快充型裡离子电 池的非水电解液，包括溶剂、常用裡盐、正极成膜添加剂、双(多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐、氣 代醋类添加剂、有机腊类添加剂和裡电池电解液添加剂;其中，
[0006] 溶剂 100重量份； 正板成膜添加剂 0. 2-10重量份:； 双（多氣烷氧基鴻醜）亚胺裡选 0. 2-10重量份；
[0007] 氣代碳酸醋类添加剂 0. 2-10重量惊； 有批競类添加刻 0. 2-10重量份；
[000引溶剂为环状碳酸醋和/或链状碳酸醋，常用裡盐在溶剂中的摩尔浓度为0.8-1.5mol/L。
[0009] W上所述的的非水电解液，所述的环状碳酸醋为碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、氣代碳 酸乙締醋和丫-下内醋中的至少一种。
[0010] W上所述的的非水电解液，所述的链状碳酸醋为碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸甲 乙醋、碳酸甲丙醋和碳酸乙丙醋中的至少一种。
[0011] W上所述的的非水电解液，所述的氣代碳酸醋类添加剂为氣代碳酸乙締醋和/或 二氣代碳酸乙締醋。
[0012] W上所述的的非水电解液，所述的双(多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐为双五氣乙基横 酸亚胺裡化i(C2FsS〇2)2N)、S氣甲基五氣乙基横酸亚胺裡化i(CF3S〇2)(C2F5S〇2)N)、双S氣 甲基横酸亚胺裡化KC的S02)2N)和双(氣横酷)亚胺裡化iFSI)中的至少一种。
[0013] W上所述的的非水电解液，所述的有机腊类添加为下二腊（110-61-2)、己二腊 (111-69-3)、戊二腊（544-13-8)、3,3'-氧二丙腊（CAS: 1656-48-0)、乙二醇双（丙腊）酸 (CAS: 3386-87-6)、1，2,3-S(2-氯氧基）丙烷（2465-93-2)、1，3,5戊S甲腊(4379-04-8)、1， 2，3丙S甲腊(62872-44-0)、1，3，6己烧S腊（1772-25-4)中的至少一种。
[0014] W上所述的非水电解液，所述的正极成膜添加剂是乙締基碳酸乙締醋(VEC)、甲烧 二横酸亚甲醋(MMDS )、S (S甲基硅烷)棚酸醋（TMSB )、S (S甲基硅烷)憐酸醋(TMSP)和S (S甲基硅烷)憐酸醋(TMSPi)中的至少一种。
[001引 W上所述的的非水电解液，所述常用裡盐为LiPF6、LiBF4、LiCi04、LiAsF6、LiBOB， LiDFOB和LiPF4C204中的至少一种。
[0016] W上所述的的非水电解液，包括常用裡电池电解液添加剂，常用裡电池电解液添 加剂的含量为0-10重量份；常用裡电池电解液添加剂为碳酸亚乙締醋（VC)、硫酸乙締醋 (DTD)，亚硫酸乙締醋化S)、l，3丙横酸内醋、1，3丙締横酸内醋、1，4下横酸内醋、1,4-下二醇 硫酸醋和丙締基-1，3-横酸内醋中的至少一种。
[0017] 本发明通过正极成膜添加剂、双(多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐氣代碳酸醋类添加剂 和有机腊类添加剂的联合使用，可W提高电解液的耐氧化性、电解液的浸润性、在初次化成 时的正极SEI膜的耐氧化性，负极SEI膜的稳定性，明显改善高电压电解液常溫快充循环、高 溫45°快充循环和高溫存储性能。
[【具体实施方式】]
[0018] 本发明的高电压快充型裡离子电池的非水电解液由溶剂、裡盐、改善高溫循环类 添加剂、双(多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐、氣代醋类添加剂、有机腊类添加剂和裡电池电解液 添加剂组成。其中，溶剂100重量份;双(多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐0.2-10重量份;改善高溫 循环类添加剂0.2-10重量份;氣代碳酸醋类添加剂0.2-10重量份;有机腊类添加剂0.2-10 重量份;常用裡电池电解液添加剂0-5重量份;溶剂为环状碳酸醋和/或链状碳酸醋，常用裡 盐在溶剂中的摩尔浓度为0.8-1.5mol/L。
[0019] 双（多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐用于化成及循环过程中在负极表面形成稳定的SEI 膜，W保证电池具有优异的循环性能，其形成的SEI膜中含有硫化合物，形成SEI具有较好热 稳定性，因此表现出较好的高溫储存性能及高溫循环性能。
[0020] 正极成膜添加剂（改善高溫循环类添加剂）用于在化成及循环过程中在正极表面 形成稳定的SEI膜，具有良好的高溫及循环性能。
[0021] 氣代碳酸醋类添加剂借助F元素的吸电子效应，还有利于提高溶剂分子在碳负极 表面的还原电位，优化固体电解质界面膜，改善电解液与活性材料的相容性，进而稳定电极 的电化学性能，具有较好的耐抗氧化能力，可W显著改善高电压电池的循环性能。
[0022] 虽然有机腊类物质能够抑制电解液的分解，抑制胀气，并可W捕获溶出的金属离 子，但是在正极成膜后，正极阻抗变大，循环性能有所降低。因此，腊类的添加量选择为0.2 ~10重量份，虽然FEC可W改善循环性能，但是FEC在高溫下会产生HF ,HF对电解液溶剂的分 解有催化作用，因而加入FEC会使得电池的高溫存储性能变差。因此，FEC的添加量选择为 0.2~10重量份。
[0023] 有机腊类物质能吸收少量水和HF,形成酷胺类物质，降低由于HF和P0F3等的催化， 使电解液溶剂分解造成的高溫胀气;腊类物质在首次充放电过程中会在正极表面形成稳定 膜，有效抑制正极氧化电解液，从而抑制高溫胀气，改善高溫存储和循环性能。W上四种添 加剂的联合使用可W显著改善电解液在高电压条件下的正负极SEI膜的稳定性，有效抑制 溶剂氧化分解，从而提高电解液在高电压条件下的循环性能。
[0024] 常用裡盐为^口尸6、^8尸4、11(：1〇4、^43尸6、、11808，^0尸08、^口尸此2〇4中的一种或两 种W上任意混合，在溶剂中的摩尔浓度为浓度为0.8~1.5mol/L。
[0025] 环状碳酸醋优选为碳酸乙締醋化C)、碳酸丙締醋（PC)、氣代碳酸乙締醋（FEC)和 丫-下内醋(G化)中的至少一种；
[0026] 链状碳酸醋优选为碳酸二甲醋(DMC)、碳酸二乙醋(DEC)、碳酸甲乙醋化MC)、碳酸 甲丙醋(MPC)和碳酸乙丙醋化PC)中的至少一种。
[0027] 双（多氣烷氧基横酷)亚胺裡盐添加为双五氣乙基横酸亚胺裡化i(C2FsS〇2)2N)、= 氣甲基五氣乙基横酸亚胺裡化i(CF3S化）（C2FsS〇2)N)、双S氣甲基横酸亚胺裡化KCFsS化） 2N)、双(氣横酷)亚胺裡化iFSI)中的至少一种。
[00巧]有机腊类添加为下二腊（110-61-2)、己二腊（111-69-3)、戊二腊（544-13-8)、3， 3'-氧二丙腊(CAS: 1656-48-0)、乙二醇双（丙腊)酸(CAS: 3386-87-6)、1，2,3-S(2-氯氧基） 丙烷（2465-93-2)、1，3,5戊S甲腊(4379-04-8)、1，2,3丙S甲腊(62872-44-0)、1，3,6己烧 =腊（1772-25-4)中的至少一种。
[0029] 所述裡盐为^口尸6、^8尸4、^(：1〇4、^43尸6、^808，^0尸08、^口尸此2〇4或中的至少一 种。
[0030] 常用裡电池电解液添加剂包括碳酸亚乙締醋(VC)，，硫酸乙締醋(DTD)，亚硫酸乙 締醋化S)、l，3丙横酸内醋、1，3丙締横酸内醋、1，4下横酸内醋、、1,4-下二醇硫酸醋中的至 少一种。
[0031] 实施例1
[0032] 在BRAUN手套箱中配制电解液，手套箱中充满纯度为99.999%的氮气，手套箱中水 分控制在^ 5ppm，溫度在室溫。将30克EC，70克EMC，混合均匀，密封，放入冰箱中待其冷却至 8°C后，转移至手套箱中，然后分两批加入LiPFs充分混合，形成常用裡盐摩尔浓度为Imol/L