电解液添加剂、电解液、电池、用电装置的制作方法

本申请涉及电解液相关，具体地，涉及电解液添加剂、电解液、电池、用电装置。

背景技术：

1、随着纯电动车、智能家居、电动工具、智能交通等市场的快速发展，消费者对于电池的性能要求在不断提高。锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品和储能与动力电池中。通常情况下，电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，其中，电解液包括溶剂、电解质锂盐以及电解液添加剂。通过向电解液中加入电解液添加剂可以有效改善电池的性能表现。但是，目前的电解液添加剂在实际的应用过程中仍然存在问题。

技术实现思路

1、在本申请的一个方面，本申请提出了一种电解液添加剂，包括第一锂盐和第一添加剂，所述第一锂盐包括四氟草酸磷酸锂，所述第一添加剂包括硫酸乙烯酯和三(三甲基硅基)硼酸酯。由此，可以有效改善电解液的分解产气。

2、根据本申请的实施例，所述电解液添加剂中所述四氟草酸磷酸锂的质量分数为a，所述电解液添加剂中所述硫酸乙烯酯的质量分数为b，a/b为0.1-10。由此，可以改善电解液的高温性能和成膜性能。

3、根据本申请的实施例，所述电解液添加剂中所述四氟草酸磷酸锂的质量分数为a，所述电解液添加剂中所述三(三甲基硅基)硼酸酯的质量分数为c，a/c为0.3-20。由此，可以进一步改善电解液的分解产气。

4、根据本申请的实施例，进一步包括：第二添加剂，所述第二添加剂包括高温型添加剂、负极成膜添加剂、稳定型添加剂中的至少一种。由此，可以改善含有该电解液添加剂的电池的倍率性能、高温性能、循环寿命，以及存储稳定性。

5、根据本申请的实施例，所述第二添加剂满足以下条件的至少之一：所述高温型添加剂包括1,3-丙磺内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸亚乙酯、亚硫酸乙烯酯中的至少一种；所述负极成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯中的至少一种；所述稳定型添加剂包括亚磷酸三苯酯、磷酸三苯酯、五氟乙氧基磷腈、双环己基碳酰亚胺中的至少一种。由此，可以进一步改善含有该电解液添加剂的电池的倍率性能、高温性能，以及循环寿命。

6、在本申请的另一个方面，本申请提出了一种电解液，包括前述的电解液添加剂。由此，该电解液具有前述电解液添加剂的全部特征及优点，在此不再赘述。

7、根据本申请的实施例，所述电解液中四氟草酸磷酸锂的质量分数为0.3％-2％。由此，可以提高电解液的高温性能和电化学稳定性，降低电池内阻。

8、根据本申请的实施例，所述电解液中硫酸乙烯酯的质量分数为0.2％-3％。由此，可以进一步提高电池的高温性能，降低电池的内阻。

9、根据本申请的实施例，所述电解液中三(三甲基硅基)硼酸酯的质量分数为0.1％-1％。由此，可以进一步减少电解液在电池充放电循环过程中的分解产气。

10、根据本申请的实施例，所述电解液中稳定型添加剂的质量分数为1‰-5‰。由此，可以有效提高电解液的存储稳定性。

11、根据本申请的实施例，进一步包括：溶剂和电解质锂盐。由此，可以提高电解液的电导率和电化学稳定性。

12、根据本申请的实施例，所述溶剂包括碳酸酯类溶剂和羧酸酯类溶剂中的至少一种。由此，可以改善电解液的分散均一性和离子电导率。

13、根据本申请的实施例，所述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、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯中的至少一种。由此，可以改善电解液的分散均一性。

14、根据本申请的实施例，所述电解质锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。由此，可以提高电解液的离子电导率。

15、根据本申请的实施例，所述电解液中所述电解质锂盐的摩尔浓度为0.8mol/l-2mol/l。由此，可以使得电解液兼具较高的离子电导率和较低的成本。

16、在本申请的又一个方面，本申请提出了一种电池，包括前述的电解液添加剂，和/或，前述的电解液。由此，该电池具有前述的电解液添加剂和电解液的全部特征及优点，在此不再赘述。

17、根据本申请的实施例，进一步包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体和至少位于所述正极极片一侧的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料中镍元素和铁元素的质量分数之和大于或等于40％。由此，可以提高正极活性材料的克容量，降低正极活性材料的成本。

18、根据本申请的实施例，所述正极活性材料满足以下条件的至少之一：(1)所述正极活性材料满足通式lianibcocm1dm2eofrg，其中，1≤a≤1.2，0.6<b<1，0<c<1，0<d<1，0≤e≤0.2，b+c+d+e＝1，1≤f≤2，0≤g≤1，f+g＝2；m1包括mn和/或al，m2包括zr、zn、cu、cr、mg、fe、v、ti、sr、sb、y、w、nb中的至少一种，r包括n、f、s、cl中的至少一种；(2)所述正极活性材料满足通式limnxfe1－xpo4，其中，0＜x＜1。由此，可以进一步提高正极活性材料的克容量，降低正极活性材料的成本。

19、在本申请的又一个方面，本申请提出了一种用电装置，包括前述的电池。由此，该用电装置具有前述电池的全部特征及优点，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种电解液添加剂，其特征在于，包括第一锂盐和第一添加剂，所述第一锂盐包括四氟草酸磷酸锂，所述第一添加剂包括硫酸乙烯酯和三(三甲基硅基)硼酸酯。

2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂中所述四氟草酸磷酸锂的质量分数为a，所述电解液添加剂中所述硫酸乙烯酯的质量分数为b，a/b为0.1-10。

3.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂中所述四氟草酸磷酸锂的质量分数为a，所述电解液添加剂中所述三(三甲基硅基)硼酸酯的质量分数为c，a/c为0.3-20。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液添加剂，其特征在于，进一步包括：第二添加剂，所述第二添加剂包括高温型添加剂、负极成膜添加剂、稳定型添加剂中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的电解液添加剂，其特征在于，所述第二添加剂满足以下条件的至少之一：

6.一种电解液，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的电解液添加剂。

7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述电解液中四氟草酸磷酸锂的质量分数为0.3％-2％。

8.根据权利要求6或7所述的电解液，其特征在于，所述电解液中硫酸乙烯酯的质量分数为0.2％-3％。

9.根据权利要求6或7所述的电解液，其特征在于，所述电解液中三(三甲基硅基)硼酸酯的质量分数为0.1％-1％。

10.根据权利要求6或7所述的电解液，其特征在于，所述电解液中稳定型添加剂的质量分数为1‰-5‰。

11.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，进一步包括：溶剂和电解质锂盐。

12.根据权利要求11所述的电解液，其特征在于，所述溶剂包括碳酸酯类溶剂和羧酸酯类溶剂中的至少一种。

13.根据权利要求12所述的电解液，其特征在于，所述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、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯中的至少一种。

14.根据权利要求11-13任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解质锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。

15.根据权利要求14所述的电解液，其特征在于，所述电解液中所述电解质锂盐的摩尔浓度为0.8mol/l-2mol/l。

16.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的电解液添加剂，和/或，权利要求6-15任一项所述的电解液。

17.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，进一步包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体和至少位于所述正极极片一侧的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料中镍元素和铁元素的质量分数之和大于或等于40％。

18.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，所述正极活性材料满足以下条件的至少之一：

19.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求17或18所述的电池。

技术总结
本申请公开了电解液添加剂、电解液、电池、用电装置。电解液添加剂包括第一锂盐和第一添加剂，所述第一锂盐包括四氟草酸磷酸锂，所述第一添加剂包括硫酸乙烯酯和三(三甲基硅基)硼酸酯。由此，可以有效改善电解液的分解产气。

技术研发人员：陈乐,孙文坡,岳玉娟,丁友停,谢添,周立
受保护的技术使用者：广州天赐高新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6