[发明专利]一种电解液及其应用

说明书

本发明提供一种电解液及其应用，所述电解液包含锂盐、溶剂、阻燃添加剂和成膜添加剂的组合；所述成膜添加剂包含具有式Ⅰ所示结构的化合物A和具有式Ⅱ所示结构的化合物B；所述成膜添加剂的加入可在电池正负极材料上形成稳定、致密且阻抗较小的SEI膜，有效避免了阻燃添加剂加入导致的电解液电导率较低，与电极材料兼容性差等问题，提高了正负极电极材料的结构稳定性；应用于锂离子电池中，可以使所述锂离子电池兼具优异的阻燃性能和循环性能，适合大范围工业化生产。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液及其应用。

背景技术

大容量锂离子电池因具有容量大、比能量高、循环寿命长、无环境污染等特点，在手机、笔记本电脑等民用电源至汽车驱动用车载电源等领域具有巨大的应用前景，因此引起了众多科学工作者的关注。当下，发展大容量锂离子动力电池的主要障碍是安全性问题，尤其是在热冲击、过冲、过放、短路等状态下使用大容量锂离子电池往往会存在着火、爆炸等安全隐患，这些安全问题也一直制约着大容量锂离子电池的开发和应用。

目前，解决上述问题最常用的方法是在电池电解液中加入阻燃添加剂来提高电解液的高温稳定性，进而提高电池的安全性能。CN108346821A公开了一种含阻燃添加剂的电解液及其制备方法，在已有的锂离子电池电解液中加入阻燃添加剂；其中，阻燃添加剂为2-氟-2-磷酰基乙酸三乙酯，电解液中阻燃添加剂的重量百分含量为1～20％时可以明显地起到阻燃效果，满足实际生产需要，提高了电解液的稳定性，进而保障了电池的安全性。但是由于阻燃添加剂的粘度较低、电导率较低，与电极材料兼容性差且添加量较高，会严重影响电解液中固态电解质界面膜(Solid Electrolyte Interface，SEI)的稳定性，进而使电池的电化学性能受到严重的影响。

为了构建一个更加稳定的正负极/电解液界面，提高SEI膜的稳定性，在电解液中添加阻燃添加剂的同时添加成膜添加剂也十分必要。CN107293788A公开了一种锂离子电池用阻燃电解液及其制备方法，其中电解液由溶剂、助溶剂、成膜剂、共溶剂、阻燃剂、锂盐组成，具有较好的阻燃效果，能有效提高锂离子电池的安全性和可靠性，同时阻燃电解液与石墨碳负极兼容性较好，并且使用这种电解液组装的锂离子电池具有良好的电化学性能。CN107293790A公开了一种阻燃锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、氟代烷氧硅基聚磷腈类阻燃剂及成膜添加剂，氟代烷氧硅基聚磷腈类阻燃剂粘度低，电导率较高且由于含有P、N、Si、F等多种阻燃元素使得阻燃效率很高，碳酸乙烯酯类成膜添加剂的添加能够在电极材料表面形成稳定的SEI膜，提高了正负极电极材料的结构稳定性，避免了电解液氧化分解，实现了有效阻燃与电化学性能兼顾。然而，上述两种电解液中添加的成膜添加剂对电极材料结构稳定性的提高还不够，在低温条件下，制备成的锂离子电池的循环性能还有待提高。

因此，开发一种高安全性、高稳定性、不可燃、电化学性能优异的电解液，应用于锂离子电池中来提高电池的循环性能，是本领域迫在眉睫需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电解液及其应用，通过将特定结构的化合物A和化合物B作为成膜添加剂添加到含有阻燃添加剂的电解液中，得到一种具有安全性高、稳定性高、不可燃、电化学性能优异的电解液，将所述电解液应用于锂离子电池中，有利于提高电池的循环性能，具有广阔的应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电解液，所述电解液包含锂盐、溶剂、阻燃添加剂和成膜添加剂的组合。

所述成膜添加剂包含化合物A和化合物B。

所述化合物A具有如式Ⅰ所示结构：

所述化合物B具有如式Ⅱ所示结构：