[发明专利]一种阻燃型锂离子电池电解液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃型锂离子电池电解液及其制备方法，所述电解液包含有机溶剂、锂盐以及添加剂，其特征在于，所述添加剂包含磷酸酯类添加剂以及含硼类功能添加剂，所述磷酸酯类添加剂选自以下的通式(1)所示的化合物，所述含硼类功能添加剂包含不饱和硼酸酯和/或硼氧六环。本发明通过在阻燃型锂离子电池电解液中包含特定结构的磷酸酯类添加剂以及含硼类功能添加剂，并且精密地设定其含量配比，通过发挥这两种添加剂的协同作用，从而能够同时改善阻燃性和充放电性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池用电解液领域，具体涉及一种阻燃型锂离子电池电解液及其制备方法。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，便携式电子设备及电动汽车的市场日益壮大，全世界对于新能源的需求也日益增加。锂离子电池因其高能量密度、优异循环性能、低自放电率等优点，已经取代传统电池而广泛应用于新能源领域。

但锂离子电池所使用的电解液包含大量低闪点的有机溶剂，在充电或受热时，电池内部的电解液会发生不可逆的氧化还原分解，产生可燃性气体，导致电池体系内部压力、温度急剧上升而引发安全事故，故需在电解液中加入阻燃添加剂来降低锂离子电池电解液的可燃性，提升锂离子电池的安全性能。

为了解决上述安全性问题，在日本专利申请JP2000-235867及JP 2002-280061中公开了，通过使用有机磷酸酯化合物例如磷酸三甲酯或磷酸三乙酯作为添加剂或共溶剂以达到阻燃目的。但是在将该有机磷酸酯化合物应用于锂离子电池电解液时，导致电导率降低，并且因在石墨负极表面上被还原分解而阻碍电池的充放电性能。

专利申请CN110590848公开了一种五元环磷酸酯，其具有阻燃性，同时具有正负极成膜功能，但其单独使用时往往受添加量影响较大，较大地影响了充放电性能。

通常，为了维持电池的正常充放电功能，需要将其与碳酸酯类可燃性溶剂进行混合，此时，通常会降低有机磷酸酯化合物在混合溶剂中的含量，导致其阻燃特性降低。

综上所述，为了兼顾电池的阻燃安全性能和充放电性能，急需开发出一种电解液，其能够在不影响充放电性能等电化学性能的情况下，发挥优异的阻燃特性和热稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃型锂离子电池电解液及其制备方法，通过在电解液中包含特定结构的磷酸酯类添加剂以及含硼类功能添加剂，并且精密地设定其含量配比，通过发挥这两种添加剂的协同作用，从而能够同时改善阻燃性和充放电性能。

本发明的目的可以利用以下的技术方案实现：

[1]一种阻燃型锂离子电池电解液，其包含有机溶剂、锂盐以及添加剂，所述添加剂包含磷酸酯类添加剂以及含硼类功能添加剂，所述磷酸酯类添加剂选自以下的通式(1)所示的化合物：

其中，n为1～5中的任一整数，优选为1～3中的任一整数，环中可以具有也可以不具有双键，环上的取代基R1选自氢、氟、异氰酸酯基、氰基、磺酰基、羰基或胺基，

X选自锂离子、碳原子数为1～8的取代或未取代的直链或支链的烷基、芳基、烯基或炔基，取代基选自氟、异氰酸酯基、氰基、磺酰基、羰基或胺基。

[2]根据[1]所述的阻燃型锂离子电池电解液，以所述电解液的总质量100％计，

所述有机溶剂的质量为28.5％～89.5％，优选为47.8～82.6％，

所述锂盐的质量为5.0～30.0％，优选为10.0～25.0％；

所述磷酸酯类添加剂的质量为5.0～50.0％，优选为5.0～40.4％，更优选为10.0～30.0％，

所述含硼类功能添加剂的质量为0.5～2.0％。