二氟磷酸盐基团化合物于电池电解液中的应用的制作方法

1.本发明属于电池电解液的技术领域，涉及将二氟磷酸盐基团化合物作为添加剂加入到电池电解液，改善电池电解液的性能。


背景技术：

2.电解液是电池的重要组成部分，承担着通过电池内部在正负电极之间传输离子的作用，它对电池的容量、工作温度范围、循环性能及安全性能等有重要的影响。
3.电池电解液中加入少量的特定化合物，能显著改善电池的某些性能，这些少量的特定化合物被称为电池电解液的功能添加剂。锂离子电池电解液添加剂的使用，是改善锂离子电池性能的最经济有效的方法之一，已成为当今锂离子电池研究的一个焦点。一般来说对于基本不增加电池成本的情况下，电池电解液添加剂的使用可以改善电池的很多性能，比如容量循环效率、降低阻抗、提高安全性能、耐高温存储等等。因此开发电池电解液用的添加剂，改善电池电解液的性能，是目前的主要研究热点。


技术实现要素：

4.本发明的目的是将二氟磷酸盐基团化合物应用于电池电解液中，改善电池电解液的性能。
5.本发明为实现其目的采用的技术方案是：
6.二氟磷酸盐基团化合物于电池电解液中的应用，将二氟磷酸盐基团化合物作为添加剂添加到电池电解液中，添加量为电池电解液质量的3-8％，所述的二氟磷酸盐基团化合物为式i化合物、式ii化合物中的任一种或两种组合，
[0007][0008]
所述的二氟磷酸盐基团化合物为式i化合物、式ii化合物的组合时，式
[0009]
i化合物与式ii化合物的质量比为1：(1-2)。
[0010]
所述的电池电解液按质量比计(15-20)：(72-82)：(3-8)的锂盐、有机溶剂、二氟磷酸盐基团化合物。
[0011]
所述的锂盐选自lip6、lipo2f2、libf4、lin(so2f)2、lin(so2cf3)2、lin(so2c2f5)2中的一种。
[0012]
所述的有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸丁酯中的一种或多种。
[0013]
当二氟磷酸盐基团化合物的加入量大于6％时，需要向电解液中添加2-氧-1-吡咯烷基丙腈，加入量为二氟磷酸盐基团化合物的加入量的0.3-0.5倍。
[0014]
本发明的有益效果：
[0015]
本发明将二氟磷酸盐基团化合物作为添加剂添加到电池电解液中，在电极表面上形成稳定膜，可抑制正、负极与有机电解质溶液的副反应，可以明显改善电池电解液在高温下的循环性能，改善电池的耐久性寿命特性和高温存储特性，抑制电池溶胀等。
具体实施方式
[0016]
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0017]
一、具体实施例
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实施例1
[0019]
电解液组成：质量份数，lip
6 15份，碳酸乙烯酯52份，三氟乙酸甲酯30份，式i结构二氟磷酸盐基团化合物3份。
[0020]
实施例2
[0021]
电解液组成：质量份数，libf
4 18份，碳酸甲乙酯46份，三氟乙酸乙酯32份，式ii结构二氟磷酸盐基团化合物4份。
[0022]
实施例3
[0023]
电解液组成：质量份数，lipo2f
2 16份，γ-戊内酯46份，三氟乙酸丁酯32份，式i结构二氟磷酸盐基团化合物2份，式ii结构二氟磷酸盐基团化合物3份。
[0024]
实施例4
[0025]
电解液组成：质量份数，lip
6 17份，碳酸丙烯酯40份，γ-丁内酯37份，式i结构二氟磷酸盐基团化合物3份，式ii结构二氟磷酸盐基团化合物3份。
[0026]
实施例5
[0027]
电解液组成：质量份数，lip
6 15份，碳酸乙烯酯42份，三氟乙酸丁酯30份，式i结构二氟磷酸盐基团化合物8份，2-氧-1-吡咯烷基丙腈2.5份。
[0028]
实施例6
[0029]
电解液组成：质量份数，lip
6 19份，碳酸二乙酯36份，γ-丁内酯23份，三氟乙酸甲酯15份，式ii结构二氟磷酸盐基团化合物7份，2-氧-1-吡咯烷基丙腈3份。
[0030]
实施例7
[0031]
电解液组成：质量份数，lip
6 15份，碳酸乙烯酯42份，三氟乙酸丁酯30份，式i结构二氟磷酸盐基团化合物8份。
[0032]
实施例8
[0033]
电解液组成：质量份数，lip
6 19份，碳酸二乙酯36份，γ-丁内酯23份，三氟乙酸甲酯15份，式ii结构二氟磷酸盐基团化合物7份。
[0034]
二、应用实验
[0035]
组装电池进行循环性能测试，以钴酸锂为正极材料，石墨为负极活性物质，正负极集流体分布为铝箔和铜箔，隔膜采用陶瓷隔膜组成软包电池，注入电解液后，在手套箱中组装成软包电池，静置8小时后进行测试。
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1、高温循环性能试验
[0037]
于45℃在恒流/恒压(cc/cv)条件下以1.0c/4.45v充电4.45v/112ma，并以1.0c放电至3.0v的电压，测定45℃下的循环性能，结果参见表1。
[0038]
表1
[0039][0040]
由表1可以看出，将二氟磷酸盐基团化合物作为添加剂添加到电池电解液中，添加量为电池电解液质量的3-8％，可以提高电池电解液的高温循环性能。参见实施例7和8当二氟磷酸盐基团化合物的添加量大于电池电解液质量的6％后，会影响电解液的高温循环性能，但依然可以提高电池基础电解液的高温循环性能。参见实施例5和6，当二氟磷酸盐基团化合物的添加量大于电池电解液质量的6％后，向电解液中加入2-氧-1-吡咯烷基丙腈，加入量为二氟磷酸盐基团化合物的加入量的0.3-0.5倍，可以解决二氟磷酸盐基团化合物过量加入带来的高温循环性能下降的问题，而且可以达到更高的高温循环性能。
[0041]
2、高温存储性能试验
[0042]
通过以下测量cid(电流中断装置)开启时间来评价高温存储性能：在0.2c/0.5c下进行两次形成充电/放电，然后在0.5c/0.2c的标准充电/放电电流密度、4.2v的充电截止电压(li/石墨)和3.0v的放电截止电压(li/石墨)下进行一次充电/放电实验，然后将单电池置于60℃室中7天，试验结果参见表2。
[0043]
表2
[0044][0045]
由表2可以看出，将二氟磷酸盐基团化合物作为添加剂添加到电池电解液中，添加量为电池电解液质量的3-8％，可以提高电池电解液的高温存储性能。参见实施例7和8当二氟磷酸盐基团化合物的添加量大于电池电解液质量的6％后，会影响电解液的高温存储性能，但依然可以提高电池电解液的高温存储性能。参见实施例5和6，当二氟磷酸盐基团化合物的添加量大于电池电解液质量的6％后，向电解液中加入2-氧-1-吡咯烷基丙腈，加入量为二氟磷酸盐基团化合物的加入量的0.3-0.5倍，可以解决二氟磷酸盐基团化合物过量加入带来的高温存储性能下降的问题，而且可以达到更高的耐高温存储性能。