一种性能稳定的电解液及二次电池的制作方法

本发明属于二次电池，具体涉及一种性能稳定的电解液及二次电池。

背景技术：

1、近年来，新能源的发展成为时代热点话题，其中锂离子电池在3c、航天航空、军事以及便携式电子设备上表现的越来越显眼，这就对锂离子电池技术提出了更高的要求。电解液是锂电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电荷的作用，是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证，因此高性能的锂离子电池离不开高性能的电解液的支持。

2、六氟磷酸锂作为电解液中最常用的锂盐，它具有受热易分解，遇水易反应的特点。由于六氟磷酸锂在高温下的不稳定性，导致锂离子电解液在运输和贮存的过程容易变色且酸度升高，通常变色原因在于锂盐分解成五氟化磷，其与有机溶剂反应变黄。同样的，一些特殊添加剂(例如二氟磷酸锂和dtd)受到锂盐的影响其自身会发生裂化，这就导致锂电池电解液中有效成分得不到保障，从而影响锂离子电池各项性能的发挥。

3、鉴于此，有必要提供一种性能稳定的电解液，而从保证锂离子电池性能的稳定性。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于提供一种性能稳定的电解液，所述电解液通过添加结构式i所示化合物中的至少一种，能有效维持含六氟磷酸锂的电解液在配制、存储以及运输过程中有效成分的稳定性，从而提高电解液的品质。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、一种电解液，包括电解质盐和溶剂；所述电解质盐包含六氟磷酸锂；所述电解液还包含结构式i所示化合物中的至少一种：

4、

5、其中，r1、r2、r3和r4分别独立地选自氢、烷基；r5选自卤素元素。

6、在一些实施例中，r1、r2、r3和r4分别独立地选自h、碳原子数目为1～4的烷基。

7、在一些实施例中，r5选自f、cl、br。

8、在一些优选的实施例中，结构式i所示化合物包括以下化合物中的至少一种：

9、

10、在一些实施例中，结构式i所示化合物在所述电解液中的质量分数为10-500ppm。

11、在一些优选的实施例中，结构式i所示化合物在所述电解液中的质量分数为20-500ppm。

12、在一些实施例中，所述电解液还包括添加剂；所述添加剂选自不饱和碳酸酯、磷酸酯、硼酸酯、芳族化合物、二氟磷酸锂中的至少一种；优选地，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、氟苯、二氟磷酸锂中的至少一种；更优选地，所述添加剂选自硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂中的至少一种。

13、在一些实施例中，所述溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的至少一种。

14、在一些实施例中，所述电解质盐还包含libob、lidfob、lipo2f2、libf4、lisbf6、liasf6、lin(so2cf3)2、lin(so2c2f5)2、lic(so2cf3)3、lin(so2f)2、liclo4、lialcl4、licf3so3、li2b10cl10、低级脂肪族羧酸锂盐中的至少一种。

15、本发明还提供了一种二次电池，所述二次电池包含正极、负极和如上所述的电解液。

16、本发明还提供了化合物在制备电解液中的应用，所述化合物的结构通式如结构式i所示：

17、

18、其中，r1、r2、r3和r4分别独立地选自氢、烷基；r5选自卤素元素。

19、在一些实施例中，r1、r2、r3和r4分别独立地选自h、碳原子数目为1～4的烷基。

20、在一些实施例中，r5选自f、cl、br。

21、在一些优选的实施例中，结构式i所示化合物包括以下化合物中的至少一种：

22、

23、本发明提供了一种电解液，所述电解液包含结构式i所示化合物中的至少一种。发明人经过研究发现，微量结构式i所示化合物即可在所述电解液中发挥稳定剂的作用，能有效维持含六氟磷酸锂的电解液在配制、存储以及运输过程中有效成分的稳定性，从而避免六氟磷酸锂分解后形成的五氟化磷与有机溶剂反应使电解液变黄，维持所述电解液在高温保存状态下色度的稳定性。进一步地，结构式i所示化合物还可以保证一些特殊添加剂(包括二氟磷酸锂和dtd)的稳定性，避免其受到六氟磷酸锂的影响而发生裂化。通过在电解液中添加结构式i所示化合物，可以有效提高含所述电解液的电池的高低温性能、石墨负极稳定性以及正负极成膜稳定性，保证电池各项性能的稳定发挥。

技术特征：

1.一种电解液，包括电解质盐和溶剂，其特征在于，所述电解质盐包含六氟磷酸锂；所述电解液还包含结构式i所示化合物中的至少一种：

2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，r1、r2、r3和r4分别独立地选自h、碳原子数目为1～4的烷基。

3.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，r5选自f、cl、br。

4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，结构式i所示化合物包括以下化合物中的至少一种：

5.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，结构式i所示化合物在所述电解液中的质量分数为10-500ppm；优选地，结构式i所示化合物在所述电解液中的质量分数为20-500ppm。

6.如权利要求1～5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂；所述添加剂选自不饱和碳酸酯、磷酸酯、硼酸酯、芳族化合物、二氟磷酸锂中的至少一种；优选地，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)硼酸酯、氟苯、二氟磷酸锂中的至少一种。

7.如权利要求1～5任一项所述的电解液，其特征在于，所述溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯中的至少一种。

8.如权利要求1～5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解质盐还包含libob、lidfob、lipo2f2、libf4、lisbf6、liasf6、lin(so2cf3)2、lin(so2c2f5)2、lic(so2cf3)3、lin(so2f)2、liclo4、lialcl4、licf3so3、li2b10cl10、低级脂肪族羧酸锂盐中的至少一种。

9.一种二次电池，包括正极和负极，其特征在于，还包括权利要求1～8任一项所述的电解液。

10.化合物在制备电解液中的应用，其特征在于，所述化合物的结构通式如结构式i所示：

技术总结
本发明提供了一种电解液，包括电解质盐和溶剂；所述电解质盐包含六氟磷酸锂；所述电解液还包含结构式I所示化合物中的至少一种：其中，R1、R2、R3和R4分别独立地选自氢、烷基；R5选自卤素元素。本发明还提供了包含所述电解液的二次电池。发明人经过研究发现，微量结构式I所示化合物即可在所述电解液中发挥稳定剂的作用，能有效维持电解液在配制、存储以及运输过程中有效成分的稳定性，避免有效成分发生分解、裂变或化学反应；维持所述电解液在高温保存状态下色度的稳定性；从而保证电池各项性能的稳定发挥。

技术研发人员：何志鹏,郭丽,徐宗颖
受保护的技术使用者：南通新宙邦电子材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11