電解液以及包括該電解液的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)屬于鋰電池領(lǐng)域，特別地，涉及一種電解液以及包含該電解液的鋰離子電 池。
【背景技術(shù)】
[0002] 在飛速發(fā)展的信息時(shí)代中，對(duì)手機(jī)、筆記本、相機(jī)等電子產(chǎn)品的需求逐年增加。鋰 離子電池作為電子產(chǎn)品的工作電源，具有能量密度高、無記憶效應(yīng)、工作電壓高等特點(diǎn)，正 逐步取代傳統(tǒng)的Ni-Cd、MH-Ni電池。然而隨著電子產(chǎn)品市場需求的擴(kuò)大及動(dòng)力、儲(chǔ)能設(shè)備 的發(fā)展，人們對(duì)鋰離子電池的要求不斷提高，開發(fā)具有高能量密度和滿足快速充放電的鋰 離子電池成為當(dāng)務(wù)之急。目前，有效的方法是提高電極材料的電壓、壓實(shí)密度和選擇合適的 電解液。
[0003] 目前，鋰離子電池廣泛應(yīng)用的電解液包括以六氟磷酸鋰為導(dǎo)電鋰鹽和以環(huán)狀碳酸 酯和鏈狀碳酸酯的混合物溶劑，然而上述電解液仍存在諸多的不足，特別的是在高電壓下， 鋰離子電池的性能較差，例如高溫循環(huán)性能差，高溫存儲(chǔ)性能差以及倍率性能差。
[0004] 因此，現(xiàn)在亟需一種電解液，使得鋰離子電池在高電壓下仍然具有良高溫循環(huán)性 能、高溫存儲(chǔ)性能和倍率性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本申請(qǐng)人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：包含添加劑A和添加劑 B的電解液，其中所述添加劑A為含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物，所述添加劑B為硅烷磷 酸酯類化合物和/或硅烷硼酸酯類化合物，應(yīng)用到鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池 的高溫存儲(chǔ)性能、高溫循環(huán)性能以及倍率性能，從而完成本申請(qǐng)。
[0006] 本申請(qǐng)的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機(jī)溶劑、添加劑A和添加劑B，其 中所述添加劑A為含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物，所述添加劑B為硅烷磷酸酯類化合物 和/或硅烷硼酸酯類化合物。
[0007] 本申請(qǐng)的另一目的在于提供一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極片、負(fù)極片和 本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娊庖骸?br>[0008] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娊庖?，由于包括添加劑A和添加劑B，二者的組合使用，不僅減少 了電解液在高溫下界面副反應(yīng)，還抑制了電解液在負(fù)極的分解；另外，添加劑A還會(huì)優(yōu)先在 負(fù)極成膜，抑制羧酸酯的還原，添加劑B可以抑制添加劑A在電極表面的過度成膜，減小負(fù) 極界面阻抗，提高高溫循環(huán)性能和倍率性能。而且添加劑B還可以抑制電解液在正極表面 的氧化反應(yīng)，提尚存儲(chǔ)性能，特別的是提尚了裡尚子電池在60°C尚溫下的存儲(chǔ)性能。
[0009] 由此，將本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娊庖簯?yīng)用到鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高 溫存儲(chǔ)性能、高溫循環(huán)性能以及倍率性能。
【附圖說明】
[0010] 圖1為紐扣電池進(jìn)行高溫循環(huán)伏安測試后的電池負(fù)極的伏安曲線圖；
[0011] 圖2為電池進(jìn)行電化學(xué)阻抗測試后的電池負(fù)極的曲線圖；
[0012] 圖3為電池進(jìn)行線性掃描伏安測試后的電池的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行詳細(xì)說明，本申請(qǐng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明而變得更 為清楚、明確。
[0014] 本申請(qǐng)的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機(jī)溶劑、添加劑A和添加劑B，其 中所述添加劑A為含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物，所述添加劑B為硅烷磷酸酯類化合物 和/或硅烷硼酸酯類化合物。
[0015] 在上述電解液中，所述含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物優(yōu)選為鏈狀的含有碳-碳 雙鍵的二腈類化合物。
[0016] 在上述電解液中，所述添加劑A為選自下述式1和2所示的化合物中的一種或多 種。
[0018] 在上述式1、式2中，R3、R4各自獨(dú)立地為選自H、碳原子數(shù)為1~20的烷烴基、碳 原子數(shù)為1~20的鹵代烷烴基中的一種，馬、1?6各自獨(dú)立地為選自碳原子數(shù)為1~20的亞 烷烴基、碳原子數(shù)為1~20的亞烷氧基、碳原子數(shù)為1~20的鹵代亞烷烴基、碳原子數(shù)為 1~20的鹵代亞烷氧基中的一種，其中，鹵原子為F、Cl、Br，特別的，鹵原子選為F、C1。
[0019] 在上述式1、式2中，私、1?4可以相同，也可以不相同，同樣的，1?5、1? 6可以相同，也可 以不相同。
[0020] 在上述式1、式2中，碳原子數(shù)為1~20的烷烴基時(shí)，烷烴基的具體種類并不受到 具體的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，例如鏈狀烷烴基和環(huán)狀烷烴基均可，其中鏈狀烷烴 基又包括直鏈烷烴基和支鏈烷烴基，另外，環(huán)狀烷烴基上可以有取代基，也可以不含有取代 基。在所述烷烴基中，烷烴基中碳原子數(shù)的優(yōu)選的下限值可為1、3、5,烷烴基中碳原子數(shù)的 優(yōu)選的上限值可為3、5、6、7、8、10、12、16。
[0021] 優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~10的烷烴基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~6 的鏈狀烷烴基，碳原子數(shù)為3~8的環(huán)狀烷烴基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4 的鏈狀烷烴基，碳原子數(shù)為5~7的環(huán)狀烷烴基。
[0022] 作為烷烴基的實(shí)例，具體可以舉出：甲基、乙基、正丙基、異丙基、環(huán)丙基、正丁基、 異丁基、仲丁基、叔丁基、環(huán)丁基、正戍基、異戍基、叔戍基、新戍基、環(huán)戊基、2, 2-二甲基丙 基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、正己基、異己基、2-己基、3-己基、環(huán)己基、2-甲 基戊基、3-甲基戊基、1，1，2_三甲基丙基、3,3_二甲基丁基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲 基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、異庚基、環(huán)庚基、正辛基、環(huán)辛基、壬基、癸基、^^一烷烴 基、十二烷烴基、十三烷烴基、十四烷烴基、十五烷烴基、十六烷烴基、十七烷烴基、十八烷烴 基、十九烷烴基、二十烷烴基。
[0023] 在上述式1、式2中，所涉及的碳原子數(shù)為1~20的鹵代烷烴基，其中鹵代烷烴基 中的烷烴基部分可任意地為鏈狀烷烴基、環(huán)狀烷烴基，而其中的鹵原子特別的選用F、C1，鹵 原子的個(gè)數(shù)可為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、或4個(gè)，當(dāng)為兩個(gè)以上的鹵原子所取時(shí)，鹵原子可以相同， 也可以不同。另外，所述鹵代烷烴基的碳原子數(shù)的優(yōu)選的下限值可為1、3、4,所述鹵代烷烴 基的碳原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可為3、4、6、7、8、10、12、16。
[0024] 優(yōu)選地，所述鹵代烷烴基的碳原子數(shù)為1~10,進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為 1~6的鏈狀鹵代烷烴基，碳原子數(shù)為3~8的環(huán)狀鹵代烷烴基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原 子數(shù)為1~4的鏈狀鹵代烷烴基，碳原子數(shù)為5~7的環(huán)狀鹵代烷烴基。
[0025] 作為鹵代烷烴基的實(shí)例，具體可以舉出：氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、1-氯乙基、 1，2-二氯乙基、2-氯正丙基、2, 2-二氯-正丙基、1-氯異丙基、一氯環(huán)丙基、1-氯正丁基、 2_氯異丁基、一氯環(huán)丁基、1-氯正戊基、2-氯正戍基、1-氯異戊基、2, 2-二氯甲基丙基、一 氣環(huán)戊基、3_氣_2, 2_二甲基丙基、1_氣-1-乙基丙基、1_氣-1-甲基丁基、2_氣_2_甲基 丁基、2-氯正己基、一氯環(huán)己基、2-氯甲基戊基、3-氯-3-甲基戊基、2-氯-1，1，2-三甲基 丙基、4-氯-3, 3-二甲基丁基、2-氯正庚基。在上述所舉出的實(shí)例中，其中的C1可被F、Br 取代。
[0026] 在上述式1、式2中，所提到的碳原子數(shù)為1~20的亞烷烴基，其中亞烷烴基可為 鏈狀亞烷烴基也可為環(huán)狀亞烷烴基。另外，所述亞烷烴基的碳原子數(shù)的優(yōu)選的下限值可為 1、3、4，所述亞烷烴基中碳原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可為3、4、6、8、10、12、16。
[0027] 優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~10的亞烷烴基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~ 6的鏈狀亞烷烴基，3~8的環(huán)狀亞烷烴基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的鏈狀 亞烷烴基，5~7的環(huán)狀亞烷烴基。
[0028] 作為亞烷烴基的實(shí)例，具體可以舉出：亞甲基、1，2-亞乙基、1，3-亞丙基、2-甲 基_1，3-亞丙基、1，3-二甲基亞丙基、I-甲基 -1，2-亞乙基，1，I-二甲基亞乙基、1，2-二甲 基亞乙基、1，4-亞丁基、1，5-亞戊基、1，6-亞己基、1，1，4,4-四甲基亞丁基、亞環(huán)丙基、亞環(huán) 丁基、亞環(huán)己基、亞環(huán)庚基、亞環(huán)辛基。
[0029] 在上述式1、式2中，所提到的碳原子數(shù)為1~20的亞烷氧基，其中亞烷氧基中的 烷烴基部分可任意地為鏈狀烷烴基、環(huán)狀烷烴基。在亞烷氧基中含有氧原子的個(gè)數(shù)可為1 個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)，特別的，優(yōu)選為1~2個(gè)。另外，在所述亞烷氧基中的碳原子數(shù)的優(yōu)選 的下限值可為1、3、4,所述亞烷氧基中的碳原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可為3、4、6、7、8、10、12、 16。
[0030] 優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~10的亞烷氧基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~ 6的鏈狀亞烷氧基，3~8的環(huán)狀亞烷氧基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的鏈狀 亞烷氧基，5~7的環(huán)狀亞烷氧基。
[0031] 作為亞烷氧基的實(shí)例，具體可以舉出：亞甲氧基、1，3-亞乙氧基、1，4亞丙氧基、 2-甲基-1，3-亞乙氧基、1，5_亞丁氧基、2-甲基_1，4亞丙氧基、2,2_二甲基-1，3-亞乙氧 基、1，6_亞戍氧基、4-甲基_1，5亞丁