[发明专利]一种锂电池电解液添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种锂电池电解液添加剂，该锂电池电解液添加剂为环状磷酸酯类化合物或环状亚磷酸酯类化合物中的一种或两种混合；将该锂电池电解液添加剂应用于锂电池电解液中，使得电解液在电极表面具有成膜效果，进而可有效提高锂电池的循环性能；本发明还提供了该锂电池电解液添加剂的制备方法，制备工艺简单、制备环境要求低，可有效降低生产成本。

技术领域

本发明涉及锂电池电解液相关技术领域，具体涉及一种锂电池电解液添加剂及其制备方法、含该添加剂的电解液及含该电解液的锂电池。

背景技术

随着人们环保意识的提高，清洁能源代替化石能源成为社会发展的趋势，电动车辆、混合动力车辆得到研发人员的广泛关注。锂电池具有高能量密度、高电压、循环次数多、储存时间长等优点，被广泛应用于电动汽车、储能电站、无人机、便携式设备等各个方面。

在锂离子电池首次充放电的情况下，电解液能在电极表面形成一层钝化层，这层钝化层也被称之为SEI膜。该膜是良好的锂离子导体和不良的电子导体，抑制了耗锂反应的继续进行，起到了保护电极的作用。研究表明形成均一、致密、稳定、低阻抗和良好粘附力的性质优良的固体电解质相界膜(SEI)有利于改善电池的电化学性能。现有的电解液体系在形成SEI膜时，会消耗溶剂中的锂盐，形成较厚且不利于锂离子通过的烷基锂为主要成分的SEI膜。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种锂电池电解液添加剂、一种含有本发明添加剂的电解液及含有该电解液的锂电池，该添加剂可使电解液在电极表面具有成膜的效果，进而有效的提高锂电池的循环性能。

为了实现上述目的，本发明的目的之一是提供了一种锂电池电解液添加剂，所述锂电池电解液添加剂的结构通式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：

其中，R为氧原子，R₀为-OLi或-R1-OLi结构；其中，R₁选自以下结构中的任意一种：

-O-R₃-、-O-R₃-R₄-、

R₂选自苯基或被卤素和/或卤代基取代的苯基或被氢原子、卤素、苯基、烃基或卤代基中任意一种或两种以上取代的碳原子为2-4的脂肪族烃基中的任意一种；R₃选自被氢原子、卤素或卤代基中任意一种或两种以上取代的碳原子数为1-6的脂肪族烃基中的任意一种；R₄选自被氢原子、卤素、三氟甲基、碳原子数为1-4的烷基、硝基中的一种或两种以上取代的芳基中的任意一种。

进一步地，R₂中的卤代基为被卤素取代的碳原子数为1-5的烃基；R₂中的烃基为碳原子数为1-5的烃基。

本发明的目的之二是提供上述锂电池电解液添加剂的制备方法，当锂电池电解液添加剂为式Ⅰ结构时，该制备方法包括以下步骤：

S1：将PCl₃和HOR₂OH进行取代反应，得到的混合物经减压蒸馏后得到产物A，其反应原理如下；

S2：将步骤S1得到的产物A和氧气在甲苯或乙醚溶剂中反应,得到的混合物经减压蒸馏后得到产物B，其反应原理如下；

S3：将步骤S2中得到的产物B和HR₁Oli或Li₂O进行取代反应，过滤，将过滤得到的滤饼干燥后目标产物C，其反应原理如下；

当锂电池电解液添加剂为式Ⅱ结构时，其制备方法包括以下步骤：