[发明专利]电解液添加剂、电解液及锂离子二次电池

说明书

本发明涉及一种电解液添加剂、电解液及锂离子二次电池。所述电解液添加剂的组成包括具有如下结构特征的化合物。该电解液添加剂能够在电极活性材料表面形成一层薄且均匀的钝化保护膜，有效地改善高电压电池中电解液在高温储存下的易产气问题，提高高电压电池的存储性能、循环性能和安全性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及电解液添加剂、电解液及锂离子二次电池。

背景技术

为应对大型储能领域、电动汽车及便携式电子设备的迅猛发展，开发高效、安全、高体积和能量密度的新型电池势在必行，尤其是对电池的电化学性能和安全性提出了更高的要求。在目前所有已商业化储能器件中，锂离子电池由于其较高的能量密度(200Wh/kg)、优异的循环稳定性、自放电效率低和较好的安全性能而备受关注。

近年来，为应对新能源汽车等领域，锂电池相关材料也向着更高能量密度的方向发展，锂电池充电电压在不断提高，而随着充电电压提高，电极材料稳定性变差，材料表面氧化性增强，导致相较于常压材料，高电压电池性能很难满足性能要求。目前，高电压电池主要存在以下问题：a)循环过程中的容量衰减；b)高温存储易产气；c)电池DCR值大；d)高电压下电解液分解。

为了上述问题，传统的方式为在电解液中加入功能性添加剂，功能性添加剂在高温条件下率先在负极或正极界面形成稳定的保护膜组分，可以隔绝电解液与电极在高温下进一步接触发生分解，从而改善电池的产气等问题，并提高电池循环寿命等多项性能。

类似的含有功能性添加剂的电解液的开发，在一定程度上改善了锂二次电池的在高电压下的产气和循环寿命等性能，如，有研究涉及数种含有不饱和键的环状磷酸酯化合物的电解液，可以抑制电池产气、提升高镍三元电池的高温储存性能，并提升电池的循环稳定性。但截至目前，商业化的锂离子电池的相关性能仍不足以满足人们的需求，新能源汽车替代传统能源汽车仍需不断研发含有新型添加剂的电解液来不断提高电池性能。

发明内容

基于此，有必要提供一种电解液添加剂。该电解液添加剂能够在电极活性材料表面形成一层薄且均匀的钝化保护膜，有效地改善高电压电池中电解液在高温储存下的易产气问题，提高高电压电池的存储性能、循环性能和安全性能。

一种电解液添加剂，其特征在于，其组成包括具有如下结构特征的化合物或其碱金属盐：

其中，

Y分别独立地选自O或N；X分别独立地选自-H、C1～C3烷基或不存在；n分别独立选自0或1；

R₁选自：C2～C6亚烷基或C6～C12亚芳基；

R₂选自：C2～C6烷基、C6～C13芳基、C2～C6烷氧基、或C1～C8烷基硅氧基；

R₁、R₂各自独立地被至少一个R₀取代或未取代，R₀选自：-H、卤素基或C1～C3烷基。R₁、R₂各自独立地被至少一个R₀取代或未取代，R₀选自：-H、卤素基或C1～C3烷基。

在其中一个实施例中，所述化合物具有如下式(1)或式(2)所示结构特征：

在其中一个实施例中，R₁选自C2～C3亚烷基或C6～C8亚芳基。

在其中一个实施例中，R₂选自C2～C3烷氧基或C1～C3烷基硅氧基基。

本发明还提供一种电解液，包括非水溶剂、锂盐以及如上所述电解液添加剂。