[发明专利]硅基硫酸酯的应用、电解液添加剂、锂离子电池及其电解液

说明书

本发明涉及一种硅基硫酸酯的应用、电解液添加剂、锂离子电池及其电解液，硅基硫酸酯具有如通式(I)的结构：R₁～R₄各自独立地为具有1～5个C原子的卤原子取代或未取代的烷基。该硅基硫酸酯为成膜添加剂，可在电池化成过程中在电芯正负极分解生成SEI界面膜，相比于双硅基硫酸酯的添加剂，该结构的硅基硫酸酯能够在较低的电压下化成，从而生成阻抗更低的SEI界面膜，进而在改善了电芯的高温、循环性能的同时，具有更优异的低温性能，且还能有效地抑制电芯的产气情况。此外，该硅基硫酸酯具有良好的常温储存稳定性，故而有利于降低电芯的生产成本，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种硅基硫酸酯的应用、电解液添加剂、锂离子电池及其电解液。

背景技术

锂离子电池的电解液主要由正极、负极、电解液组成。在锂离子电池首次充放电过程中(在电池制备工艺中也称为化成过程)，电极材料与电解液发生一系列电化学反应，生成了覆盖在电极材料表面的钝化层，即固体电解质相界面(SEI)膜，从而可减少电解液副反应，延长电芯的循环，改善电芯的倍率，提高电芯的高低温性能。成膜添加剂是指：在电解液中添加量少，能在电极表面优先发生反应，反应产物覆盖在电极表面，进而形成优良SEI膜的一类物质。

目前电解液的成膜添加剂有VC(碳酸亚乙烯酯)、VEC(乙烯基碳酸乙烯酯)、PS(1,3-丙磺内酯)、PST(1-丙烯-1,3-磺酸内酯)等，但是在实际应用中很难在保持锂离子电池的循环性能的基础上，同时兼顾锂离子电池的高低温性能。

发明内容

基于此，有必要提供一种电解液添加剂，其用于锂离子电池的电解液，能够在保持锂离子电池的循环性能的基础上，使锂离子电池同时具有较好的高低温性能。

相应地，还有必要提供一种化合物在制备电解液添加剂中的新应用，即硅基硫酸酯在制备电解液添加剂中的应用。

本发明的一个方面，提供了一种硅基硫酸酯在制备电解液添加剂中的应用，所述硅基硫酸酯具有如通式(I)的结构：

其中，R₁～R₄各自独立地为具有1～5个C原子的卤原子取代或未取代的烷基。

该硅基硫酸酯为成膜添加剂，可在电池化成过程中在电芯正负极分解生成SEI界面膜，其可单独作为电解液添加剂使用，也可与其他电解液添加剂组合使用，进而可广泛应用于各种电解质锂盐的电解液中。本发明人研究发现，相比于双硅基硫酸酯的添加剂，该结构的硅基硫酸酯能够在较低的电压下化成，从而生成阻抗更低的SEI界面膜，进而在改善了电芯的高温、循环性能的同时，具有更优异的低温性能，且还能有效地抑制电芯的产气情况。发明人进一步对机理研究，这可能是由该硅基硫酸酯的结构具有较强的非对称性导致的。此外，该硅基硫酸酯具有良好的常温储存稳定性，故而有利于降低电芯的生产成本，提高生产效率。

在其中一个实施例中，R₁～R₄各自独立地为具有1～3个C原子的卤原子取代或未取代的烷基。

在其中一个实施例中，R₁～R₄均为甲基。

本发明的又一个方面，提供了一种电解液添加剂，含有添加剂A；所述添加剂A为硅基硫酸酯，所述硅基硫酸酯具有如通式(I)的结构：

其中，R₁～R₄各自独立地为具有1～5个C原子的卤原子取代或未取代的烷基。

在其中一个实施例中，还包括添加剂B，所述添加剂B为双草酸硼酸锂、二氟磷酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种。