技术摘要:
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂、其制备方法及应用。本发明的添加剂具有良好的吸水效果,可有效防止电解液中的锂盐与微量水发生反应,能够有效抑制电解液分解,从而改善电池循环的稳定性和安全性,同时对锂离子电池的 全部
背景技术:
锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点,被广泛应用于消费类 电子产品以及储能与动力电池中。随着锂离子电池的广泛应用,其循环寿命成为社会关注 的焦点,同时也是评价锂离子电池优劣的重要指标。 电解液作为锂离子电池内离子运动的载体,其成分基本稳定,通常由电解质盐和 非水性化合物共同组成。随着电池应用的不断推广及对锂离子电池的深入研究,提高电池 循环寿命及稳定性已成为主流趋势。研究表明,电池在循环过程中,电池体系内会有微量水 生成,水分的存在会导致电解质盐发生分解,最终降低电池的循环稳定性及安全性能。因 此,可通过优化电解液添加剂来改善电池的循环稳定性和安全性能。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是,提供一种含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加 剂、其制备方法及应用。 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种含磺酸膦盐的锂离子电池电解液 添加剂,所述添加剂为式(1)所示结构的膦盐化合物: 其中,R1、R2、R3各自独立地为如下结构基团中的一种: R4为如下结构基团中的一种: H3C-* F3C-*; 其中*为链接位点。 优选地,上述添加剂为如下结构的一种: 4 CN 111554969 A 说 明 书 2/6 页 本发明的第二个目的在于提供上述含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂的制 备方法,方法如下: 将原料1分散在有机溶剂中,原料2缓慢滴入反应体系,原料1与原料2的添加量的 摩尔比为原料1:原料2=(2~2.5):1,反应温度-25~50℃,反应时间1.0~10.0h,即得; 其中,原料1的结构如下: 原料2的结构如下: 其中,R1、R2、R3各自独立地为如下结构基团中的一种: R4为如下结构基团中的一种: H3C-* F3C-*; 其中*为链接位点。 进一步,所述的有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯或二甲苯。 本发明的第三个目的在于提供上述含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂在锂 离子电池电解液中的应用。 一种锂离子电池电解液,包括锂盐、电解液溶剂和上述含磺酸膦盐的锂离子电池 电解液添加剂;其中,所述的含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂的用量为锂离子电池 电解液总重量的0.05%~1.0%。 其中,所述的锂盐为LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiSiF6、LiAlCl4、LiBOB、LiODFB、 5 CN 111554969 A 说 明 书 3/6 页 LiCl、LiBr、LiI、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)3、Li(CF3CO2)2N、Li(CF3SO2)2N、Li(SO2C2F5)2N、Li (SO3CF3)2N或LiB(C2O4)2中的一种或两种以上; 所述的电解液溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙 烯酯、碳酸丁稀酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二乙酯、γ-丁内酯、二甲基亚砜、 乙酸乙酯或乙酸甲酯中的一种或两种以上。 本发明的有益效果是: 本发明的添加剂具有良好的吸水效果,可有效防止电解液中的锂盐与微量水发生 反应,能够有效抑制电解液分解,从而改善电池循环的稳定性和安全性,同时对锂离子电池 的充放电循环性能及电化学性能无抑制作用,对锂离子电池的性能有重要影响。本发明的 合成方法操作简单,环保高效,收率高,无需特殊精制即可满足锂离子电池需要。 附图说明 图1为本发明实施例1制备的产物A05的DSC曲线图; 图2为本发明实施例1制备的产物A05的核磁共振谱图(1H NMR(δ,400MHz,CD3CN): 7.90~7.93ppm(6H,t),7.66~7.75ppm(24H,m)); 图3为25℃条件下,电池2的电解液与电池1#的电解液放置7d后的示意图; 图4为25℃条件下,电池2与电池1#的电池循环比容量图; 图5为25℃条件下,电容器5环100次后的电极材料表面及表面元素含量示意图; 图6为25℃条件下,电容器1#循环100次后的电极材料表面及表面元素含量示意 图; 图7为25℃条件下,电容器1与电容器1#的循环比容量图。
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂、其制备方法及应用。本发明的添加剂具有良好的吸水效果,可有效防止电解液中的锂盐与微量水发生反应,能够有效抑制电解液分解,从而改善电池循环的稳定性和安全性,同时对锂离子电池的 全部
背景技术:
锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点,被广泛应用于消费类 电子产品以及储能与动力电池中。随着锂离子电池的广泛应用,其循环寿命成为社会关注 的焦点,同时也是评价锂离子电池优劣的重要指标。 电解液作为锂离子电池内离子运动的载体,其成分基本稳定,通常由电解质盐和 非水性化合物共同组成。随着电池应用的不断推广及对锂离子电池的深入研究,提高电池 循环寿命及稳定性已成为主流趋势。研究表明,电池在循环过程中,电池体系内会有微量水 生成,水分的存在会导致电解质盐发生分解,最终降低电池的循环稳定性及安全性能。因 此,可通过优化电解液添加剂来改善电池的循环稳定性和安全性能。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是,提供一种含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加 剂、其制备方法及应用。 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种含磺酸膦盐的锂离子电池电解液 添加剂,所述添加剂为式(1)所示结构的膦盐化合物: 其中,R1、R2、R3各自独立地为如下结构基团中的一种: R4为如下结构基团中的一种: H3C-* F3C-*; 其中*为链接位点。 优选地,上述添加剂为如下结构的一种: 4 CN 111554969 A 说 明 书 2/6 页 本发明的第二个目的在于提供上述含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂的制 备方法,方法如下: 将原料1分散在有机溶剂中,原料2缓慢滴入反应体系,原料1与原料2的添加量的 摩尔比为原料1:原料2=(2~2.5):1,反应温度-25~50℃,反应时间1.0~10.0h,即得; 其中,原料1的结构如下: 原料2的结构如下: 其中,R1、R2、R3各自独立地为如下结构基团中的一种: R4为如下结构基团中的一种: H3C-* F3C-*; 其中*为链接位点。 进一步,所述的有机溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯或二甲苯。 本发明的第三个目的在于提供上述含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂在锂 离子电池电解液中的应用。 一种锂离子电池电解液,包括锂盐、电解液溶剂和上述含磺酸膦盐的锂离子电池 电解液添加剂;其中,所述的含磺酸膦盐的锂离子电池电解液添加剂的用量为锂离子电池 电解液总重量的0.05%~1.0%。 其中,所述的锂盐为LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiSiF6、LiAlCl4、LiBOB、LiODFB、 5 CN 111554969 A 说 明 书 3/6 页 LiCl、LiBr、LiI、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)3、Li(CF3CO2)2N、Li(CF3SO2)2N、Li(SO2C2F5)2N、Li (SO3CF3)2N或LiB(C2O4)2中的一种或两种以上; 所述的电解液溶剂为碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙 烯酯、碳酸丁稀酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二乙酯、γ-丁内酯、二甲基亚砜、 乙酸乙酯或乙酸甲酯中的一种或两种以上。 本发明的有益效果是: 本发明的添加剂具有良好的吸水效果,可有效防止电解液中的锂盐与微量水发生 反应,能够有效抑制电解液分解,从而改善电池循环的稳定性和安全性,同时对锂离子电池 的充放电循环性能及电化学性能无抑制作用,对锂离子电池的性能有重要影响。本发明的 合成方法操作简单,环保高效,收率高,无需特殊精制即可满足锂离子电池需要。 附图说明 图1为本发明实施例1制备的产物A05的DSC曲线图; 图2为本发明实施例1制备的产物A05的核磁共振谱图(1H NMR(δ,400MHz,CD3CN): 7.90~7.93ppm(6H,t),7.66~7.75ppm(24H,m)); 图3为25℃条件下,电池2的电解液与电池1#的电解液放置7d后的示意图; 图4为25℃条件下,电池2与电池1#的电池循环比容量图; 图5为25℃条件下,电容器5环100次后的电极材料表面及表面元素含量示意图; 图6为25℃条件下,电容器1#循环100次后的电极材料表面及表面元素含量示意 图; 图7为25℃条件下,电容器1与电容器1#的循环比容量图。