一種非水有機高電壓電解液添加劑、非水有機高電壓電解液和鋰離子二次電池的制作方法
【專利摘要】一種非水有機高電壓電解液添加劑、非水有機高電壓電解液和鋰離子二次電池。本發(fā)明實施例提供了一種非水有機高電壓電解液添加劑，所述非水有機高電壓電解液添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式（Ⅰ）所示，其中，R1和R2獨立選自H、金屬離子、烷基、烯烴基、炔烴基、鹵代烷基、鹵代烯烴基、鹵代炔烴基、芳香基、鹵代芳香基中的一種，所述烷基和鹵代烷基的碳原子數(shù)為1～20，所述烯烴基、炔烴基、鹵代烯烴基和鹵代炔烴基的碳原子數(shù)為2～20，所述芳香基和鹵代芳香基的碳原子數(shù)為6～20。該非水有機高電壓電解液添加劑在高電壓鋰離子二次電池的充電過程中被氧化分解，促進正極材料表面保護膜的形成，可提高高電壓下鋰離子二次電池的循環(huán)性能和放電容量。
【專利說明】-種非水有機高電壓電解液添加劑、非水有機高電壓電解 液和結(jié)離子二次電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及裡離子二次電池領(lǐng)域，特別是涉及一種非水有機高電壓電解液添加 齊U、非水有機高電壓電解液和裡離子二次電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著裡離子二次電池應(yīng)用領(lǐng)域的擴展，包括近年來大型儲能電站、基站供電等新 的應(yīng)用場景的引入，人們對具有高能量裡離子二次電池的需求變得更加迫切。
[0003] 為了實現(xiàn)裡離子二次電池的高能量，一般通過提高裡離子二次電池的工作電 壓或研發(fā)高能量正極材料來實現(xiàn)。已經(jīng)報道的高電壓正極材料有LiCoP〇4、LiNiP〇4、和 LiNiu.5Mn1.5O4等，其充電電壓平臺接近或高于5V，但與之匹配的非水有機電解液嚴重滯后 于高電壓正極材料的發(fā)展，限制了裡離子二次電池的應(yīng)用。目前常用的裡離子二次電池的 電解液主要為非水有機電解液，例如IMLiPFe溶解在碳酸醋類溶劑中形成的非水有機電解 液，但該非水有機電解液在高電壓（4. 5V W上電壓）電池體系中，充電過程中會與正極材料 發(fā)生副反應(yīng)進而被氧化分解，產(chǎn)生C〇2、&0等氧化產(chǎn)物，C〇2的產(chǎn)生對于電池的安全性能造 成潛在的威脅；&0的產(chǎn)生使得LiPFe/碳酸醋電解質(zhì)體系發(fā)生自催化反應(yīng)，其中間產(chǎn)物HF 的生產(chǎn)會導(dǎo)致LiMni.eNi。.成4材料金屬離子Mn、Ni的溶出，造成材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生崎變或者巧 塌。最終導(dǎo)致裡離子二次電池循環(huán)性能下降、體積膨脹W及放電容量下降，因此無法應(yīng)用于 高電壓裡離子二次電池體系。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問題，本發(fā)明實施例第一方面旨在提供一種非水有機高電壓電解液添 加劑，該非水有機高電壓電解液添加劑在高電壓裡離子二次電池的充電過程中被氧化分 解，從而在正極材料表面形成保護膜，減少正極對非水有機高電壓電解液的氧化作用。本發(fā) 明實施例第二方面旨在提供一種包含上述非水有機電解液添加劑的非水有機高電壓電解 液，該非水有機高電壓電解液能夠滿足4. 5V及W上高電壓裡離子二次電池用。本發(fā)明實施 例第H方面旨在提供一種包含上述非水有機高電壓電解液的裡離子二次電池，裡離子二次 電池在高電壓下具有較好的循環(huán)性能和放電容量。
[0005] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種非水有機高電壓電解液添加劑，所述非水有 機高電壓電解液添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式（I )所示：
[0006]

【權(quán)利要求】
1. 一種非水有機高電壓電解液添加劑，其特征在于，所述非水有機高電壓電解液添加 劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
其中，R1和R2獨立選自H、金屬離子、烷基、烯烴基、炔烴基、鹵代烷基、鹵代烯烴基、鹵代 炔烴基、芳香基、鹵代芳香基中的一種，所述烷基和鹵代烷基的碳原子數(shù)為1?20,所述烯 烴基、炔烴基、鹵代烯烴基和鹵代炔烴基的碳原子數(shù)為2?20,所述芳香基和鹵代芳香基的 碳原子數(shù)為6?20。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種非水有機高電壓電解液添加劑，其特征在于，所述金屬離 子選自Li+、Na+、Mg2+和Al3+中的一種。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種非水有機高電壓電解液添加劑，其特征在于，所述烷基和 鹵代烷基的碳原子數(shù)為1?10,所述烯烴基、炔烴基、鹵代烯烴基和鹵代炔烴基的碳原子數(shù) 為2?10,所述芳香基和鹵代芳香基的碳原子數(shù)為6?10。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種非水有機高電壓電解液添加劑，其特征在于，所述R1和 R2獨立選自乙基、氟代乙基、三氟甲基、氟代丙基、氟代異丙基、氟代叔丁基和苯甲基中的一 種。
5. -種非水有機高電壓電解液，其特征在于，包括：鋰鹽、非水有機溶劑和非水有機高 電壓電解液添加劑，所述非水有機高電壓電解液添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式（I)所示：
其中，R1和R2獨立選自H、金屬離子、烷基、烯烴基、炔烴基、鹵代烷基、鹵代烯烴基、鹵代 炔烴基、芳香基、鹵代芳香基中的一種，所述烷基和鹵代烷基的碳原子數(shù)為1?20,所述烯 烴基、炔烴基、鹵代烯烴基和鹵代炔烴基的碳原子數(shù)為2?20,所述芳香基和鹵代芳香基的 碳原子數(shù)為6?20。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種非水有機高電壓電解液，其特征在于，所述金屬離子選自 Li+、Na+、Mg2+ 和Al3+ 中的一種。
7. 如權(quán)利要求5所述的一種非水有機高電壓電解液，其特征在于，所述烷基和鹵代烷 基的碳原子數(shù)為1?10,所述烯烴基、炔烴基、鹵代烯烴基和鹵代炔烴基的碳原子數(shù)為2? 10,所述芳香基和鹵代芳香基的碳原子數(shù)為6?10。
8. 如權(quán)利要求5所述的一種非水有機高電壓電解液，其特征在于，所述R1和R2獨立選 自乙基、氟代乙基、三氟甲基、氟代丙基、氟代異丙基、氟代叔丁基和苯甲基中的一種。
9. 如權(quán)利要求5所述的一種非水有機高電壓電解液，其特征在于，按質(zhì)量分數(shù)計，所述 非水有機高電壓電解液添加劑占非水有機電解液的0. 1?10%。
10. -種鋰離子二次電池，其特征在于，包括： 正極，正極包括能嵌入或脫出鋰離子的正極活性材料； 負極，負極包括能嵌入或脫出鋰離子的負極活性材料； 隔膜； 非水有機高電壓電解液，所述非水有機高電壓電解液包括：鋰鹽、非水有機溶劑和非水 有機高電壓電解液添加劑，所述非水有機高電壓電解液添加劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式（I)所 示：
其中，R1和R2獨立選自H、金屬離子、烷基、烯烴基、炔烴基、鹵代烷基、鹵代烯烴基、鹵代 炔烴基、芳香基、鹵代芳香基中的一種，所述烷基和鹵代烷基的碳原子數(shù)為1?20,所述烯 烴基、炔烴基、鹵代烯烴基和鹵代炔烴基的碳原子數(shù)為2?20,所述芳香基和鹵代芳香基的 碳原子數(shù)為6?20。
【文檔編號】H01M10/0567GK104466244SQ201310416375
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】許夢清, 邢麗丹, 李偉善, 楊同勇, 安偉峰 申請人:華為技術(shù)有限公司