一种锂离子电池用电解液添加剂及其制备方法与应用与流程

本发明涉及锂离子电池，具体而言，涉及一种锂离子电池用电解液添加剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在锂离子电池的长期使用过程中，电解液通常会对电池元件产生腐蚀。为了减少电解液对锂电池正极集流体的腐蚀，通常采用的解决方案包括：调节电解液浓度、加入电解液添加剂、或是改变电解液溶剂种类。但上述技术路线均较为复杂，不利于放大工业化生产。例如调节电解液浓度，可能会导致电池电化学性能的下降；加入添加剂及改变电解液溶剂组分虽然具有较好抑制腐蚀效果，但需针对具体的电解液组分进行针对性的添加剂选择或电解液种类选择，不具备普适性，且显然存在一定技术门槛。

2、目前实现商业化的电解液添加剂包括：过充保护剂、成膜添加剂、阻燃添加剂、改善低温性能添加剂等。但是，针对极片侵蚀问题，几乎无专用抗侵蚀添加剂。而极片寿命问题对锂电池循环、倍率性能影响较大，因此，开发锂电池电解液用抗侵蚀添加剂具有重要价值和意义。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种锂离子电池用电解液添加剂，针对于电解液对正极集流体发生的腐蚀缺陷，本发明的所述电解液添加剂应用于常规电解液体系时，能够使极片具有良好抗侵蚀的效果，起到保护作用，弥补该功能型添加剂在电解液领域中的空缺。

2、本发明的第二目的在于提供一种所述的锂离子电池用电解液添加剂的制备方法，该方法通过简单的混合与过滤即可实现，简单易行，可以放大工业化生产。

3、本发明的第三目的在于提供一种锂离子电池，本发明的所述电解液添加剂通过保护极片，实现锂离子电池倍率和循环性能的提升。

4、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

5、一种锂离子电池用电解液添加剂，包括抗蚀剂、抗蚀助剂、成膜剂和助溶剂形成的混合物，且所述抗蚀剂、所述抗蚀助剂、所述成膜剂和所述助溶剂的摩尔比为1:(0.1～1)：(20～50)：(0.01～0.1)。

6、所述的锂离子电池用电解液添加剂的制备方法，包括如下步骤：先将抗蚀剂和成膜剂在惰性氛围下进行第一次混合，而后依次加入助溶剂和抗蚀助剂，进行第二次混合后，经过滤处理得到所述电解液添加剂。

7、一种锂离子电池，包括所述锂离子电池用电解液添加剂，或是所述制备方法制得的锂离子电池用电解液添加剂。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

9、(1)本发明采用抗蚀与成膜的双重协同体系，对解决锂电池极片侵蚀问题作用明显，尤其是针对铝正极效果显著；同时对于双氟磺酰亚胺系列锂盐，该类盐对铝极片腐蚀作用较其他电解质盐更强，传统成膜剂难以完全解决其由侵蚀问题带来的应用性能显著下降的缺陷；本发明通过抗蚀与成膜的双重化学作用，降低极片侵蚀速率，提升锂电池电化学性能。

10、(2)针对现有技术中的各类电解液溶剂或电解质盐体系，本发明的电解液添加剂均能够起到一定防护作用，与以往根据不同体系针对使用成膜助剂的方法相比具有更强的普适性，使用本发明的添加剂能够有效降低技术门槛，减少生产应用成本。

11、(3)本发明的电解液添加剂在制备过程不涉及复杂的化学反应，工艺主要通过搅拌实现均相分散，且工艺过程中不产生副产物，符合绿色环保理念，适宜进行大规模工业化生产。

技术特征：

1.一种锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，包括抗蚀剂、抗蚀助剂、成膜剂和助溶剂形成的混合物，且所述抗蚀剂、所述抗蚀助剂、所述成膜剂和所述助溶剂的摩尔比为1:(0.1～1)：(20～50)：(0.01～0.1)。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述抗蚀剂、所述抗蚀助剂、所述成膜剂和所述助溶剂的摩尔比为1:(0.1～0.4)：(30～40)：(0.01～0.03)。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述抗蚀剂包括偏磷酸锂、鸟苷三磷酸锂、α,β-亚甲基腺苷5'-三磷酸锂盐或(s)-更昔洛韦-5'-三磷酸锂盐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述抗蚀助剂包括对苯二甲醛、6-(2-噻吩基)-2-吡啶醛、n-甲基-n-(2-羟乙基)-4-氨基苯醛、2-吡咯甲醛、1-甲基-2-吡咯甲醛或3-吡咯甲醛中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述成膜剂包括氟代碳酸乙烯酯或碳酸乙烯酯中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述助溶剂包括阔氟胺、全氟三丙胺、环桂氟胺或特立氟胺中的至少一种。

7.如权利要求1～6任一项所述的锂离子电池用电解液添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的锂离子电池用电解液添加剂的制备方法，其特征在于，所述第一次混合的持续时间为1h～3h，所述第二次混合的持续时间为12h～16h。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池用电解液添加剂的制备方法，其特征在于，所述过滤处理的滤网的孔径为150目～300目。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述锂离子电池用电解液添加剂或权利要求7～9任一项所述制备方法得到的锂离子电池用电解液添加剂。

技术总结
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池用电解液添加剂及其制备方法与应用。电解液添加剂包括抗蚀剂、抗蚀助剂、成膜剂和助溶剂形成的混合物，且抗蚀剂、抗蚀助剂、成膜剂和助溶剂的摩尔比为1:(0.1～1)：(20～50)：(0.01～0.1)。电解液添加剂通过抗蚀和成膜的双重协同防护作用，保护极片并具有良好抗侵蚀的效果，降低了侵蚀导致的负面影响，弥补该类功能型添加剂在电解液领域中的空缺；此外本发明的所述电解液添加剂普遍适用于各类常规电解液体系，制备工艺简单易行，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：汪苏平,杨娇娇,王顺飞,吕飞
受保护的技术使用者：湖北万润新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13