一种电解液和锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池加工制造领域，尤其涉及一种电解液和锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池是一种应用领域众多的储能器件，随着锂离子电池的性能需求不断提高，电池生产厂商通过不断提高锂离子电池的工作电压和能量密度的手段以提升电池性能。虽然锂离子电池的性能得到了一定的提升，但是在长时间的持续工作中，锂离子电池也暴露出了一些问题。

2、当锂离子电池在高电压(＞4.5v)工作条件下长时间工作之后，其会散发大量热量，并且会对电池内部的电极材料造成结构性破坏。其中，电极材料的结构性破坏不但会导致电池的电化学性能下降，还会导致电池的安全性受到严重影响。当电池工作中散发的热量不能及时导出时，锂离子电池的正常工作性能会急剧下降，甚至还可能会导致电池自燃事故。因此，现有的锂离子电池在高电压工作条件下，存在电化学性能和安全性下降的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种电解液和锂离子电池，巧妙地解决了上述技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明提供了一种电解液，电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括化合物a,化合物a具有如式(1)所示的结构：

4、

5、其中，r1、r2、r3、r4分别包括被卤素取代或未被取代的c1-c20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的c3-c20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的c1-c20烯烃基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的c6-c26的稠环芳烃基、空键中的任意一种；x、y、z分别包括-n、-sh、-p、-sih中的任意一种；化合物a在电解液中的质量比为0.5％～10％。

6、可选地，化合物a为以下结构式式(2)-式(5)中的任意一种：

7、

8、

9、可选地，化合物a为以下结构式式(6)-式(8)中的任意一种：

10、

11、可选地，化合物a为以下结构式式(9)-式(11)中的任意一种：

12、

13、可选地，添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯和腈类化合物。

14、可选地，锂盐包括六氟磷酸锂，六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中的至少一种。

15、可选地，锂盐的浓度为0.8mol/l～1.3mol/l。

16、可选地，有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。

17、本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、电池隔膜和如上述的电解液。

18、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过化合物a对锂离子电池起到安全保护作用，电解液添加剂中的化合物a为含有磷酸基、官能团x、官能团y、官能团z的化合物。其中，当锂离子电池在高温下自燃时，化合物a会被分解生成为含有磷酸的不燃性液态膜，并在电池内部形成覆盖层，以起到阻燃作用；磷酸会在高温下脱水生成偏磷酸，偏磷酸生成聚偏磷酸，聚偏磷酸具有较强的脱水作用，会使电池内部的物质脱水炭化，从而使得燃烧区域被炭化层包覆以隔绝氧气和热量，进而起到良好的阻燃作用。此外，官能团x、官能团y、官能团z能够捕获电解液中的h+，以避免过量氢氟酸对电池电化学性能产生的负面影响。因此本发明提供的电解液添加剂能够提升电池的电化学性能和安全性。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括化合物a,所述化合物a具有如式(1)所示的结构：

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述化合物a为以下结构式式(2)-式(5)中的任意一种：

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述化合物a为以下结构式式(6)-式(8)中的任意一种：

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述化合物a为以下结构式式(9)-式(11)中的任意一种：

5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯和腈类化合物。

6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂，六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度为0.8mol/l～1.3mol/l。

8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极片、负极片、电池隔膜和如权利要求1-8任一项所述的电解液。

技术总结
本发明涉及锂离子电池制造领域，尤其涉及一种电解液和锂离子电池，电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括化合物A,化合物A具有如式(1)所示的结构：其中，R1、R2、R3、R4分别包括被卤素取代或未被取代的C1‑C20的烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3‑C20的环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1‑C20烯烃基、被卤素取代或未被取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6‑C26的苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6‑C26的稠环芳烃基、空键中的任意一种；X、Y、Z分别包括‑N、‑SH、‑P、‑SiH中的任意一种；化合物A在电解液中的质量比为0.5％～10％。

技术研发人员：肖资龙,彭昌志,蒋珊,张昌明,胡大林
受保护的技术使用者：广东省豪鹏新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14