[发明专利]电解液添加剂、电解液及二次电池

说明书

本申请涉及二次电池技术领域，并提供了一种电解液添加剂，以及一种电解液，一种二次电池。其中，电解液添加剂包括化合物I：I，其中A₁为碳原子数为2‑20的含砜基的有机基团，X₁、X₂相互独立地为氢、甲基、碳原子数为2‑5的含亚甲基的有机基团中的一种。本申请提供的电解液添加剂能够在电极表面形成稳定的固体电解质界面膜，抑制界面副反应，提高其在高电压下的稳定性，从而提升锂二次电池的高压循环性能以及高温储存性能。

技术领域

本申请属于二次电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电解液添加剂、电解液及二次电池。

背景技术

尖晶石镍锰酸锂(LNMO)正极材料具有4.75V的高工作电压和146.7mAh/g的高理论比容量、材料成分中不含有Co、制备工艺相对简单、成本较低且安全性高等优点，因此其已经成为最具有潜力的一代商用高能量密度锂离子电池正极材料。然而尖晶石镍锰酸锂正极材料目前还存在不足之处，例如：镍锰酸锂表面裸露强氧化性的Ni⁴⁺将催化电解液的氧化分解，电解液在高电位、高温条件下LiPF₆分解产生的PF₅与电解液体系中微量水发生反应生成HF，加速尖晶石镍锰酸锂结构中Mn²⁺溶解，从而造成结构不稳定，溶解的Mn²⁺在负极被还原，导致在电解循环过程中容量衰减。

为了克服尖晶石镍锰酸锂等类似具有高价金属离子的正极材料存在的缺陷，通常选择在电解液中加入添加剂，利用添加剂在镍锰酸锂表面构筑稳定的固体电解质界面膜，从而避免电极和电解液之间的氧化以及HF对电极产生的腐蚀，同时添加剂也可以消除电池体系中的许多杂质，降低杂质对电池循环的不良影响。

然而现有技术中的电解液添加剂无法在高压条件下维持电解液稳定，其主要表现为高压条件下多次循环后，电池的容量保持率下降比较严重，而为了解决该技术问题，就应当考虑提高界面膜的高电压耐受能力。

针对上述相关技术中存在的问题，如何提供一种添加剂，以提高其形成的电极表面电解质膜的高压稳定性，同时使具有该电解液的高压锂二次电池具有良好的高电压循环性能成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种电解液添加剂，通过该电解液添加剂，可以在二次电池的电极表面形成更加稳定的电解质膜，有效阻隔电极与电解液直接接触，同时该膜具有更好的高压稳定性能，在一定程度上解决了电极表面电解质膜的高压稳定性差的问题。

为实现上述目的，本申请的第一方面，提供一种电解液添加剂，其中包括化合物I，化合物I的通式如下：

其中，A₁为碳原子数为2-20的含砜基的有机基团。

在一些实施例中，X₁、X₂相互独立地为氢、甲基、碳原子数为2-5的含亚甲基的有机基团中的一种。

在一些实施例中，化合物I包括：

二丙-2-炔基砜，CAS号：14039-88-4

1,1'-磺酰基双(4-乙炔基苯)，CAS号：27594-30-5中的至少一种。

本申请的第二方面，提供一种电解液。本申请电解液包括非水有机溶剂和溶解于非水有机溶剂中的添加剂和锂盐，添加剂包括上文本申请电解液添加剂。

在一些实施例中，在电解液中，电解液添加剂的质量百分比含量为0.05-2％。

在一些实施例中，锂盐的摩尔浓度为0.8-1.5mol/L。

在一些实施例中，非水有机溶剂包括氟代有机溶剂。