[发明专利]一种电解液成膜添加剂、合成方法及其应用

说明书

本发明涉及一种电解液成膜添加剂、合成方法及其应用，本添加剂主要为成膜添加剂，其苯环与碳酸甘油酯基团可快速的作用于负极表面，改善电解液于负极间的界面，快速在负极表面形成稳定、致密的的SEI膜，抑制电解质分解，限制溶剂与其他添加剂嵌入到负极表面，防止负极表面被破坏，可以改善电池的循环性能，有效提升循环寿命。

技术领域

本发明涉及液态电池领域，尤其涉及一种电解液成膜添加剂、合成方法及其应用。

背景技术

锂离子电池电解液及功能添加剂的研究已经成为当今锂离子电池研究的一个焦点，有机溶剂和电解质的性能直接影响着锂离子电池的工作性能，而其中锂离子电池的安全性能越来越受到重视，寻求改善锂离子电池安全性能的添加剂，已成为我们研究的一个首要任务，目前，锂离子电池电解液功能添加剂的研究主要重点是提高SEI膜的稳定性：碳负极形成SEI膜的质量对提高锂离子电池的循环寿命有重要的作用，选择合适的添加剂，改善负极SEI膜的化学组成和界面性质，在电极和电解液之间形成稳定的SEI膜是非常有必要的，本发明提出一种快速成膜的电解液成膜添加剂，此添加剂可在化成阶段快速形成稳定、致密的SEI膜，稳定且致密的SEI膜在电池循环过程中，可减少SEI膜对锂盐的损耗，延长电池循环寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液成膜添加剂、合成方法及其应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电解液成膜添加剂，其特征在于：成膜添加剂为酯类添加剂，主体为苯环，苯环上H被取代，形成一个多位取代基苯的化合物。

结构式为：

其中，R包括R₁、R₂、R₃…R_N，其中所述R取代基团为C₁、C₂、C₃…C_N的酯类物质，所述R为环状类酯，所述环状类酯为三亚甲基碳酸脂、碳酸丙烯酯或2，3-环碳酸甘油酯，其中所述R取代H的个数在2～4之间，在苯环的对位、间位或者1，2，4，5位置,合成所述多为取代基苯的化合物的原料包括：反应主体基团、R基团酯、四氢呋喃、二氯甲烷、丙酮和氮气，其中所述反应主体基团为：对苯二甲酰氯、1，3，5-均苯三甲酰氯或1，2，4，5-均苯四甲酰氯，其中所述R基团酯为碳酸甘油酯或线性酯类中的一种或几种。

本发明还提供一种电解液成膜添加剂的合成方法，包括以下步骤：

S1、将R与反应主体基团按3～4：1的比例加入无水丙酮中，在保温箱中反应，保温箱的环境温度在-10℃～10℃；

S2、冲入氮气保护，在磁力搅拌器中搅拌，控制转速在5000-10000rmp，反应时间6-18h，生产出粗产物；

S3、最后将粗产物加入二氯甲烷中进行重结晶，得到纯净产物。

其中，所述一种成膜添加剂可应用于电解液及液态锂离子电池。

其中，所述电解液由溶剂、锂盐、成膜添加剂组成。

其中，所述成膜添加剂是直接加入电解液，从而制成锂离子电池，所述成膜添加剂用量为：0.2-0.5mol/L。

其中，所述锂盐为：LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆或LiCF₃SO₃，所述锂盐的用量为：1-1.5mol/L。

其中，所述溶剂为：碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)，优选溶剂组分为EC∶EMC＝1∶1。