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、随着锂离子电池的不断发展，高电压正极材料成为了满足锂离子电池性能要求的重要组成部分。钴酸锂材料作为商业化最早、制备工艺最成熟的正极材料，其具有能量密度高、压实密度高、循环性能好的优点，钴酸锂材料在充放电过程中会出现脱锂相变的现象。随着工作电压不断升高，钴酸锂材料的脱锂程度也随之升高，并对应出现h1→h2→m1→h3→m2→o1的相变过程。

2、其中，高电压(＞4.2v)工作条件下，钴酸锂材料在充放电过程中会出现m1相逐渐向o1相的相变过程，该相变过程会产生大量的氧自由基并在脱锂后对钴酸锂材料的内部结构造成严重破坏，使得锂离子电池的电化学性能下降。

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：电解质盐、有机溶剂和电解液添加剂，电解液添加剂包括添加剂x，添加剂x具有如式(1)所示的结构：

4、

5、其中，r1、r2、r3、r4分别包括氢原子、氟原子、c1～c20的烷氧烃基、c1～c20的烷烃基中的任意一种；m、n分别为0～4的自然数中的任意一个；添加剂x在电解液中的质量占比为0.5％～10％。

6、可选地，添加剂x可以为如式(2)～式(6)所示的任意一种：

7、

8、

9、可选地，添加剂x可以为如式(7)～式(12)所示的任意一种：

10、

11、

12、可选地，电解液添加剂还包括磺酸酯化合物和氟碳酸酯。

13、可选地，电解质盐为锂盐。

14、可选地，电解质盐包括六氟磷酸锂，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，电解质盐的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l。

16、可选地，电解质盐的浓度为0.8mol/l～1.3mol/l。

17、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。

18、本发明提供了一种锂离子电池，锂离子电池包括正极、负极、隔膜和如上述的电解液。

19、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提供的添加剂x中含有羟基和腈基。其中，在高电压工作条件下，羟基会发生氧化脱氢反应产生氢自由基，氢自由基会捕捉结合相变过程中产生的氧自由基，从而减缓氧自由基对正极材料的破坏并抑制m1相逐渐向o1相的相变过程；相较于传统腈类添加剂，添加剂x的homo值更低，说明添加剂x具有较好的耐氧化性，从而有利于添加剂x在正极材料表面形成均匀的cei膜，进而能够对正极材料起到保护作用、降低正极材料受到的破坏程度；因此在羟基和腈基的共同作用下，添加剂x能够缓解锂离子电池的电化学性能下降问题。

技术特征：

1.一种电解液，其特征在于，包括：电解质盐、有机溶剂和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括添加剂x，所述添加剂x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，所述添加剂x可以为如式(2)～式(6)所示的任意一种：

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂x可以为如式(7)～式(12)所示的任意一种：

4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液添加剂还包括磺酸酯化合物和氟碳酸酯。

5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解质盐为锂盐。

6.根据权利要求5所述的电解液，其特征在于，所述电解质盐包括六氟磷酸锂，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，所述电解质盐的浓度为0.5mol/l～1.5mol/l。

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

9.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。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和如权利要求1-9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：电解质盐、有机溶剂和电解液添加剂，电解液添加剂包括添加剂X，添加剂X具有如式(1)所示的结构：其中，R1、R2、R3、R4分别包括氢原子、氟原子、C1～C20的烷氧烃基、C1～C20的烷烃基中的任意一种；m、n分别为0～4的自然数中的任意一个；添加剂X在电解液中的质量占比为0.5％～10％。本发明提供的添加剂X中含有羟基和腈基，其中，在高电压工作条件下，羟基会发生氧化脱氢反应产生氢自由基，氢自由基会捕捉结合相变过程中产生的氧自由基；添加剂X具有较好的耐氧化性，便于添加剂X在正极材料表面形成均匀的CEI膜。

技术研发人员：肖资龙,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