[发明专利]添加剂组合物、电解液

说明书

技术领域

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及添加剂组合物、电解液。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、平均输出电压高、自放电小、没有记忆效应、工作温度范围宽、循环性能优越、可快速充放电、充电效率高、输出功率大、使用寿命长等优点，其作为可靠的能源已经广泛用于消费电子产品电源，并且，近几年锂电池在电动自行车和电动工具中的应用也得到快速发展。但由于在各种复杂的应用条件下，锂离子电池存在发生燃烧乃至爆炸的危险，制约了动力与储能用锂离子电池的发展。

以往通过外部保护装置以及正负极材料改性等方式均不能从本质上解决问题，应从电池安全性源头电解液进行改性。当前锂离子电池电解液与电池安全性有关的问题主要包括：有机溶剂易燃烧；电解质锂盐（主要是LiPF₆）不稳定，对温度敏感；系统耐压性较低等。对其进行改性的发展趋势主要是研究开发新型溶剂、添加剂、新型锂盐以及离子液体等。

近年来，含氟材料在新能源技术中的应用获得广泛关注，其在锂电池电解液中表现出卓越的性能，成为开发高性能电解液的重要原料。如氟代碳酸乙烯酯（FEC）是目前应用较多的含氟溶剂和添加剂，FEC可提高电解液的耐压性能同时提高SEI膜稳定性，但其在使用过程中易释放氟化氢气体；氢氟醚（HFE）可提高电解液的耐压能力20%以上，并能减少电解液和电极材料之间的反应。

添加阻燃剂同样也是解决锂离子二次电池性的一种重要手段。常见的阻燃剂主要有磷酸酯类化合物、亚磷酸酯类化合物、卤代磷酸酯类化合物、卤代羧酸酯类化合物及卤代醚类化合物。

研究表明，单一的添加剂很难解决电解液所有的问题，并且也可能带来其他一些问题，如磷酸酯类阻燃剂的添加会引其粘度较大，导致电解液导电率降低；含氟阻燃性添加剂可利用其表面活性可降低电解液粘度，但与传统碳酸酯溶剂相容性不高，电解液易分层，从而导致导电性的降低。

申请号为200710028419.8的中国专利公开了一种锂电池电解液，其中添加了烷基磷酸酯，电池的高低温性能得到了有效的改善，能够在-50℃～120℃范围内使用，但烷基磷酸酯的电化学兼容性较差，作为添加剂使用时对电池的电化学性能造成较大的负面影响。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种添加剂组合物、电解液，该电解液导电性较高且安全性能较好。

本发明提供了一种添加剂组合物，包括：

氢氟醚            0.01～90wt%；

氟代碳酸酯        0.01～90wt%；

含氟阻燃剂        0.01～90wt%；

含氟过充电保护剂  0.01～10wt%；

含氟表面活性剂    0～2wt%。

优选的，所述氢氟醚选自以下式（I-1）至式（I-3）所示化合物中的一种或多种：

H(CF₂CF₂)_n1CH₂O(CF₂)_n2H                         （I-1）；

F(CF₂CF₂)_n3CH₂CH₂O(CF₂)_n4H                      （I-2）；

CF₃CF₂CF₂O(CF(CF₃)CF₂O)_n5CF(CF₃)CH₂O(CF₂)_n6H  （I-3）；

其中，1≤n1≤15，1≤n3≤15，1≤n5≤15，n2、n4与n6分别为大于或等于1的正整数。

优选的，所述氟代碳酸酯选自具有以下式（II-1）至式（II-4）结构化合物中的一种或多种：