本申請(qǐng)涉及鋰離子電池，具體提供一種化合物及其用途、電解液及鋰離子電池。

背景技術(shù)：

1、電解液是鋰離子電池的重要組成部分，其被稱為電池的“血液”，電解液本身性能的好壞直接影響著電池的性能。電池循環(huán)過程中會(huì)導(dǎo)致電芯內(nèi)部溫度升高，電解液在高溫條件下易被氧化，且常規(guī)體系下極片的界面高溫下可能破裂，發(fā)生副反應(yīng)，對(duì)電池的安全性能產(chǎn)生巨大的影響。

2、為提高鋰電池的性能，目前主要是通過調(diào)整電解液中成膜添加劑的種類和用量，提升界面膜的性能，具體地，現(xiàn)有技術(shù)中通過在電解液中添加vc等簡(jiǎn)單的成膜添加劑，在電芯充電過程中負(fù)極表面形成固體電解質(zhì)（sei）膜，但在高溫循環(huán)過程中電解液產(chǎn)生的氫氟酸（hf）都會(huì)破壞已形成的sei膜，造成電池循環(huán)性能的下降，電池壽命短。

3、相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種新的技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)旨在解決上述技術(shù)問題，即，解決現(xiàn)有的鋰電池的性能差的問題。

2、在第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N化合物，所述化合物滿足如式（1）或式（2）所示的通式：式（1），式（2），其中，r1~r9各自獨(dú)立地選自氫、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基和取代或未取代的芳基中的一種，并且r1~r9中的至少一個(gè)為所述取代或未取代的芳基或者所述取代或未取代的烯基。

3、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述取代或未取代的烷基為取代或未取代的c1~c4烷基；和/或，所述取代或未取代的烯基為取代或未取代的c2~c5烯基。

4、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，r1~r9各自獨(dú)立地選自取代或未取代的烷基或者所述取代或未取代的芳基，并且r1~r9中的至少一個(gè)為所述取代或未取代的芳基；或者，r1~r9各自獨(dú)立地選自取代或未取代的烷基或者所述取代或未取代的烯基，并且r1~r9中的至少一個(gè)為所述取代或未取代的烯基。

5、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，r1~r9中的任意一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)為所述取代或未取代的芳基，其余為所述取代或未取代的烷基；或者，r1~r9中的任意一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)為所述取代或未取代的烯基，其余為所述取代或未取代的烷基。

6、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，r1~r9中，r1、r4和r8為取代或未取代的芳基，其余為取代或未取代的烷基；或者，r1~r9中，r3、r4和r7為取代或未取代的烯基，其余為取代或未取代的烷基。

7、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，取代的烷基、取代的烯基、取代的芳基中的取代基團(tuán)獨(dú)立選自鹵素原子、氰基、硝基中的一種或多種，所述鹵素原子為f、cl、br或i。

8、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述烷基為甲基；和/或，所述芳基為苯基；和/或，所述烯基為乙烯基或丙烯基。

9、在上述化合物的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述化合物為、、、、、、、、、、、、、、、、或。

10、在第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┥鲜龌衔镒鳛殡娊庖禾砑觿┰谥苽潆娊庖褐械挠猛尽?/p>

11、在第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電解液，所述電解液包括鋰鹽、電解液溶劑、成膜劑和電解液添加劑，所述電解液添加劑為上述的化合物。

12、在上述電解液的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電解液添加劑的質(zhì)量百分比為0.1wt%~5wt%。

13、在上述電解液的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述鋰鹽的質(zhì)量百分比為3.5wt%~30wt%；和/或，所述電解液溶劑的質(zhì)量百分比為55wt%~96wt%；和/或，所述成膜劑的質(zhì)量百分比為0.01wt%~10wt%。

14、在上述電解液的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電解液添加劑的質(zhì)量百分比為0.1wt%~3wt%；和/或，所述鋰鹽的質(zhì)量百分比為10wt%~25wt%；和/或，所述電解液溶劑的質(zhì)量百分比為70wt%~85wt%；和/或，所述成膜劑的質(zhì)量百分比為0.1wt%~5wt%。

15、在上述電解液的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電解液添加劑的質(zhì)量百分比為0.2wt%~0.7wt%。

16、在上述電解液的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、三氟甲磺酸鋰、二（三氟甲基磺酰）亞胺鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽以及雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰中的一種或多種；和/或，所述電解液溶劑包括乙二醇二甲醚、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、磷酸三乙酯、γ-丁內(nèi)酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯以及丁酸丙酯中的一種或者多種；和/或，所述成膜劑包括碳酸亞乙烯酯、亞硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、丁二腈、己二腈、1,3-丙磺內(nèi)酯、丙烯基-1,3-磺酸內(nèi)酯、苯基三氟甲基硫醚中的一種或多種。

17、在上述電解液的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述電解液溶劑包括碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，且碳酸乙烯酯與碳酸甲乙酯的質(zhì)量比為3:7；和/或，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰，所述六氟磷酸鋰的質(zhì)量百分比為12.5wt%；和/或，所述成膜劑包括碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯，所述碳酸亞乙烯酯的質(zhì)量百分比為2wt%，所述氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量百分比為1wt%。

18、在第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰離子電池，所述鋰離子電池包括正極、負(fù)極、隔膜和上述的電解液。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的化合物作為電解液添加劑應(yīng)用到電解液中時(shí)至少具有以下有益效果：

20、本申請(qǐng)化合物的硅上連接有芳香基或烯烴基，包含有該化合物的電解液在化成階段si-o鍵斷裂，離去集團(tuán)離去后，由于氧原子上的電荷更好地被離域，形成的過渡集團(tuán)更穩(wěn)定，更易吸附于正極表面形成過渡金屬p-o鍵，在正極表面形成穩(wěn)定的cei膜，能夠抑制金屬離子溶出；同時(shí)由于si對(duì)f-具有較高的親和力可消除hf，減少hf對(duì)cei/sei膜的影響。同時(shí)該電解液添加劑在負(fù)極被還原形成sei膜，從而能夠在化成階段形成穩(wěn)定的cei膜和sei膜，提升電池的性能。此外，在電解液中除了常規(guī)的成膜劑只需要添加本申請(qǐng)的一種電解液添加劑即可很好的解決電池循環(huán)性能差的問題，成本低。

技術(shù)特征：

1.一種化合物，其特征在于，所述化合物滿足如式（1）或式（2）所示的通式：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，所述取代或未取代的烷基為取代或未取代的c1~c4烷基；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，r1~r9各自獨(dú)立地選自取代或未取代的烷基或者所述取代或未取代的芳基，并且r1~r9中的至少一個(gè)為所述取代或未取代的芳基；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的化合物，其特征在于，r1~r9中的任意一個(gè)或兩個(gè)或三個(gè)為所述取代或未取代的芳基，其余為所述取代或未取代的烷基；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物，其特征在于，r1~r9中，r1、r4和r8為取代或未取代的芳基，其余為取代或未取代的烷基；

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的化合物，其特征在于，取代的烷基、取代的烯基、取代的芳基中的取代基團(tuán)獨(dú)立選自鹵素原子、氰基、硝基中的一種或多種，所述鹵素原子為f、cl、br或i。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的化合物，其特征在于，所述烷基為甲基；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物為、、、、、、、、、、、、、、、、或。

9.權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的化合物作為電解液添加劑在制備電解液中的用途。

10.一種電解液，其特征在于，所述電解液包括鋰鹽、電解液溶劑、成膜劑和電解液添加劑，所述電解液添加劑為權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的化合物。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電解液，其特征在于，所述電解液添加劑的質(zhì)量百分比為0.1wt%~5wt%。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽的質(zhì)量百分比為3.5wt%~30wt%；

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電解液，其特征在于，所述電解液添加劑的質(zhì)量百分比為0.1wt%~3wt%；

14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰、三氟甲磺酸鋰、二（三氟甲基磺酰）亞胺鋰、雙草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽以及雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰中的一種或多種；

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電解液，其特征在于，所述電解液溶劑包括碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，且碳酸乙烯酯與碳酸甲乙酯的質(zhì)量比為3:7；

16.一種鋰離子電池，其包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜，其特征在于，所述電解液為權(quán)利要求10至15中任一項(xiàng)所述的電解液。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及電解液技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種化合物及其用途、電解液及鋰離子電池。旨在解決現(xiàn)有的鋰電池的性能差的問題。為此，本申請(qǐng)的化合物滿足如式（1）或式（2）所示的通式：式（1），式（2），其中，R1~R9各自獨(dú)立地選自氫、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基和取代或未取代的芳基中的一種，并且R1~R9中的至少一個(gè)為所述取代或未取代的芳基或者所述取代或未取代的烯基。本申請(qǐng)的化合物作為電解液添加劑應(yīng)用到電解液中時(shí)，在電解液使用時(shí)能夠形成穩(wěn)定地SEI膜，抑制金屬離子溶出和減少HF的影響，提升電池性能。

技術(shù)研發(fā)人員：彭雯靜,邰子陽(yáng),盧林,蔣治億
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇天合儲(chǔ)能有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2