[发明专利]一种电解液、正极及其制备方法和一种锂离子电池

说明书

本发明提供了一种电解液、正极及其制备方法和一种锂离子电池，所述电解液包括锂盐、电解液溶剂和添加剂，所述添加剂为本申请提供的硼酸频哪酯类化合物；本发明提供的电解液中，通过采用本发明所述结构的硼酸频哪酯类化合物作为本发明特定的添加剂，可以保护正极不被损坏，同时也保护电解液溶剂在高电位下不被氧化分解（过度消耗），延长电池在高电压下的寿命。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种电解液、正极及其制备方法和一种锂离子电池。

背景技术

自20世纪90年代至今，锂离子二次电池从诞生达到了迅速的发展。一般来说，电解液的锂离子电池包括壳体和容纳于壳体内的电芯、电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜。在充电过程中，锂离子从正极通过电解液迁移至负极，而在放电过程中其流向相反。近年来，高能量密度的二次锂离子电池成为人们关注的对象，因此，人们也注意到一些可以作为二次锂电池整机使用的新型活性材料，如现有技术中介绍了新型5V高压正极材料，其工作电压的提高，直接整体提高了电池的使用功率，在应用方面具有很大的现实意义。而现阶段，绝大多数的锂电池电解液体系只能在4.2v及以下的电压下稳定使用，当工作电压达到4.2v以上时，电解液体系会发生氧化分解进而使电池无法正常工作，对高压正极材料的应用形成了极大的障碍，电池循环性能降低。

上述电解液还存在电解液溶剂易在高电位下与正极发生副反应，使得溶剂进一步被氧化分解导致电解液溶剂过度消耗的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中电解液溶剂在高电位下易被氧化分解的技术问题，提供了一种电解液，包括锂盐、电解液溶剂和添加剂，所述添加剂为式(1)所示结构的硼酸频哪酯类化合物，其结构如下：

式(1)；

其中，M选自苯环、苯环的一卤代物、甲苯的一卤代物、吡啶、吡啶的一卤代物、烷基、卤代烷基、烯烃基、卤代烯烃基中的一种。

本发明提供一种正极，包括正极集流体、位于正极集流体表面的正极材料层，还包括位于正极材料层表面的由所述添加剂发生聚合反应形成的聚合物膜；所述添加剂为(1)所示结构的硼酸频哪酯类化合物：

式(1)；

其中，M选自苯环、苯环的一卤代物、甲苯的一卤代物、吡啶、吡啶的一卤代物、烷基、卤代烷基、烯烃基、卤代烯烃基中的一种。

本发明还提出了一种正极的制备方法，包括：

(1) 在正极集流体表明形成正极材料层；

(2) 将权利要求1-9任意一项所述的电解液与正极材料层表面接触，接触时的电压为3.5V-4.5V。

本发明进一步提出了一种由上述正极的制备方法制备得到的正极。

本发明还提供了一种锂离子电池，包括壳体和容纳于壳体内的电芯、电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜，所述正极为本发明提供的正极。

本发明通过在电解液中添加本发明所述结构的硼酸频哪酯类化合物，该结构的硼酸频哪酯类化合物能够在正极材料层的表面发生聚合反应形成聚合物膜，因此能够有效阻断电解液在正极表面发生副反应，可以保护正极不被损坏，同时保护电解液溶剂在高电位下不被氧化分解，延长电池在高电压下的寿命。