[发明专利]电解液添加剂、锂离子高压电解液、锂离子电池

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，公开了一种电解液添加剂，其结构式为并公开了包含其的电解液以及锂离子电池。采用本申请的电解液添加剂具有较高的占据分子轨道(HOMO)能级，在正极表面形成CEI膜，能够将电解液与正极分隔，降低HF对正极的腐蚀。电解液和锂离子电池能够耐受更高电压，在高压下具有良好的循环性能以及安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池的技术领域，具体地说，涉及电解液添加剂、锂离子高压电解液、锂离子电池。

背景技术

尖晶石镍锰酸锂正极(LNMO)材料具有4.75V的高工作电压(相对于Li/Li⁺)和146.7mAh/g高的理论比容量，材料成分中不含有Co，制备工艺较简单，成本较低且具备安全性高等优点，已经成为最具潜力的下一代商用高能量密度锂离子电池正极材料。

然而LNMO目前还存在不足之处因而限制了其应用，不足之处在于：①镍锰酸锂生产中表面裸露强氧化性的Ni⁴⁺将催化电解液的氧化分解；②电解液在高电位、高温条件下LiPF₆分解产生的PF₅与电解液体系中的微量水发生反应生成HF，加速LNMO结构中Mn²⁺溶解，从而造成结构不稳定，溶解的Mn²⁺在负极被还原，导致在电解液循环过程中容量衰减。

从电解液的角度考虑，利用电解液添加剂是一种最经济、有效解决上述LNMO存在的问题最好的方式之一，电解液添加剂可在镍锰酸锂表面构筑稳定的CEI膜，避免电极和电解液之间的氧化以及HF对电极的腐蚀，同时也可消除电池体系中的许多杂质(如H₂O和HF等)，降低杂质对电池循环的不良影响。

专利文献1公开了一种锂离子电池电解液，用于解决电解液分解的问题，现对专利文献1进行详述。

专利文献

专利文献1：公开号为CN111540954A

专利文献1中提供的锂离子电池电解液，该电解液中的添加剂为五氟苯基三乙氧基硅烷，该添加剂通过自身优先氧化，从而达到避免电解液的其他组分的分解，用以达到保护电极的目的，然而此种优先氧化的方式，具有一定的局限性，只能适用于LNMO电极材料。

发明内容

要解决的技术问题

针对当前的电解液添加剂应用的电极材料局限性大，无法解决电极与电解液液面氧化的技术问题。

本发明的第一目的在于提供一种电解液添加剂，该电解液添加剂具有较高的占据分子轨道(HOMO)能级，在正极表面形成CEI膜，能够将电解液与正极分隔，降低HF对正极的腐蚀。

本发明的第二目的在于提供一种锂离子高压电解液，该锂离子电解液能够有效地降低电解液中的HOMO能级和LUMO能级，扩大电解液整体电化学窗口，在高压下具有良好的循环性能以及安全性能，同时能够降低电解液燃点。

本发明的第三目的在于提供一种锂离子电池，该电池能够耐受更高电压，在高压下具有良好的循环性能以及安全性能。

技术方案

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一目的在于提供一种电解液添加剂，所述添加剂的结构式如式I所示，