[发明专利]一种含5-(三甲基硅基)-1;3-环戊二烯添加剂高压功能电解液及其制备方法与应用

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种含5‑(三甲基硅基)‑1,3‑环戊二烯添加剂高压功能电解液及其制备方法与应用。本发明含5‑(三甲基硅基)‑1,3‑环戊二烯添加剂高压功能电解液组分中包括环状碳酸酯溶剂、线性碳酸酯溶剂、导离子锂盐，还包含5‑(三甲基硅基)‑1,3‑环戊二烯。本发明还提供上述高压功能电解液在锂离子电池领域中的应用。利用本发明电解液制备得到的锂离子电池，具有良好的充放电性能。本发明高压功能电解液能够在3‑5V的充放电过程中，在正极材料表面形成一层稳定的具有保护功能的膜。一方面抑制高压电解液的氧化分解，另一方面保护正极材料，从而提高高压锂离子电池的循环稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种含5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯添加剂高压功能电解液及其制备方法与应用。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、工作电压高以及循环寿命长等优点。当前商业用锂离子电池的正极材料有锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料这几种，充电截止电压一般都不超过4.2V，随着科技的进步及市场的不断发展，提高锂离子的能量密度日益显得重要和迫切。除了现有的材料和电池生产工艺的改进之外，高电压(>4.5V)正极材料是比较热门的研究方向之一，主要是通过提升正极材料的充电深度来实现电池的高能量密度。但是，在提高正极材料的充电截止电压的同时，电池的充放电循环寿命等电化学性能却在降低。一方面原因是正极材料的结构不稳定，另一方面则是电解液的匹配问题。常规的商用电解液在高电压的工作环境下很容易在电池的正极材料表面氧化分解。电解液的自身氧化分解反应会产生大量的酸性有害物质。这些有害物质会腐蚀电极材料，导致电极材料的表面形貌改变、结构坍塌等恶性结构破坏。因此，开发一种能耐高压(>4.5V)的电解液显得十分紧迫和必要。而通过在常规锂离子电池电解液中加入少量的电解液添加剂是提高电解液耐高压性能的一种最方便有效的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种含5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯添加剂高压功能电解液。

本发明高压功能电解液中添加有5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯，在应用于锂离子电池时能降低正极材料的表面催化活性，抑制电解液的催化氧化分解反应，从而提高锂离子电池在高压下循环稳定性。

本发明另一目的在于提供一种上述含5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯添加剂高压功能电解液的制备方法。

本发明再一目的在于提供上述含5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯添加剂高压功能电解液在电池中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种含5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯添加剂高压功能电解液，组分中包括环状碳酸酯溶剂、线性碳酸酯溶剂、导离子锂盐，还包含5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯。

所述5-(三甲基硅基)-1,3-环戊二烯的含量为0.01～5wt％；优选为0.25～2wt％。

所述环状碳酸酯溶剂、线性碳酸酯溶剂、导离子锂盐为本领域常规电解液的常规组分。

所述环状碳酸酯溶剂、线性碳酸酯溶剂的质量比优选为1：3～3：2。

所述导离子锂盐的浓度优选为0.8～1.2mol/L。

所述的环状碳酸酯溶剂为本领域常规使用的即可，如可为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等。

所述的线性碳酸酯溶剂为本领域常规使用的即可，如可为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸甲丙酯等。