本發明專利技術提供了一種電解液及包括該電解液的電池，所述電解液中的第一添加劑為吡啶硅烷類化合物，所述吡啶硅烷類化合物能在正極生成穩定界面膜，顯著改善電池的循環性能。另一方面在熱沖擊溫度下第一添加劑中的硅烷基團能參與成膜生成富含無機成分的CEI膜，可以提升正極界面的熱穩定性；同時，吡啶環為弱堿性物質，高溫下能與路易斯酸反應，抑制燃燒過程自由基的擴散反應，提高阻燃性，且吡啶結構在熱沖擊溫度下能夠在短路點處進行聚合，進一步改善電池的熱沖擊性能。善電池的熱沖擊性能。
【技術實現步驟摘要】
一種電解液包括該電解液的電池
[0001]本專利技術涉及一種電解液及包括該電解液的電池，屬于鋰離子電池
技術介紹
[0002]隨著新能源產業的快速發展，鋰離子電池在數碼、電動工具及儲能等領域占比進一步提升，其高能量密度、長壽命等特點成為目前市場主流的綠色能源之一，隨著應用領域拓寬，市場對鋰離子電池的性能提出了更高要求，如何進一步提升電池的能量密度成為當前重點研究課題之一。
[0003]提升能量密度有多重方式，如電池極限設計，壓縮非能量密度空間，提升正極材料的充電電壓，實現更寬充放電電壓區。目前高電壓正極材料的代表是鈷酸鋰，隨著其電壓的提升，其比容量逐漸增加，因此能量密度得到提升。但是，極限設計及材料電壓提升均會劣化電池的安全性能，極限設計下，電池短路風險提高，熱沖擊性能顯著劣化，正極材料電壓升高，與電解液的副反應迅速增加，電池循環性能迅速衰減，因此急需開發新型電解液改善高電壓下循環性能的同時兼顧安全性能。
技術實現思路
[0004]為了解決現有高電壓電池中正極界面穩定性差、高溫循環衰減過快、安全可靠性低的問題，本專利技術提供一種電解液及包括該電解液的電池，所述電解液能夠顯著改善電池的循環性能和熱沖擊性能。
[0005]本專利技術目的是通過如下技術方案實現的：
[0006]一種電解液，所述電解液包括有機溶劑、電解質鹽以及功能添加劑，其中，所述功能添加劑包括第一添加劑，所述第一添加劑選自吡啶硅烷類化合物，所述吡啶硅烷類化合物為含有硅烷基團和吡啶環的化合物，且所述硅烷基團直接連接在吡啶環上。
[0007]根據本專利技術的實施方式，所述吡啶硅烷類化合物選自式(1)所示化合物中的至少一種：
[0008][0009]式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的C1?
10
烷基、取代或未取代的C1?
10
烷氧基、取代或未取代的C2?
10
烯基；若有取代，取代基為鹵素；
[0010]X選自鹵素、取代或未取代的C1?
10
烷基、取代或未取代的C1?
10
烷氧基、取代或未取代的C1?
10
烷硫基、
?
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此獨立地選自取代或未取代的C1?
10
烷基、取代或未取代的C2?
10
烯基；
[0011]n為0
?
4之間的整數。
[0012]根據本專利技術的實施方式，式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的C1?6烷基、取代或未取代的C1?6烷氧基、取代或未取代的C2?6烯基；若有取代，取代基為鹵素；
[0013]X選自鹵素、取代或未取代的C1?6烷基、取代或未取代的C1?6烷氧基、取代或未取代的C1?6烷硫基、
?
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此獨立地選自取代或未取代的C1?6烷基、取代或未取代的C2?6烯基；
[0014]n為0
?
2之間的整數。
[0015]根據本專利技術的實施方式，式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的C1?3烷基、取代或未取代的C1?3烷氧基、取代或未取代的C2?3烯基；若有取代，取代基為鹵素；
[0016]X選自鹵素、取代或未取代的C1?3烷基、取代或未取代的C1?3烷氧基、取代或未取代的C1?3烷硫基、
?
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此獨立地選自取代或未取代的C1?3烷基、取代或未取代的C2?3烯基；
[0017]n為0
?
1之間的整數。
[0018]根據本專利技術的實施方式，所述第一添加劑選自如式(2)～式(13)所示的化合物中的至少一種：
[0019][0020][0021]根據本專利技術的實施方式，所述第一添加劑的重量為所述電解液總重量的0.3wt％～3wt％，例如為0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.4wt％、2.5wt％、2.7wt％、3.0wt％。
[0022]根據本專利技術的實施方式，所述第一添加劑為采用本領域已知的方法制備得到的，或者是通過商業途徑購買后獲得的。
[0023]根據本專利技術的實施方式，所述電解質鹽選自電解質鋰鹽，所述電解質鋰鹽選自六氟磷酸鋰(LiPF6)、二氟磷酸鋰(LiPO2F2)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、雙氟磺酰亞胺鋰(LiTFSI)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、二氟雙草酸磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、六氟銻酸鋰、六氟砷酸鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、二(五氟乙基磺酰)亞胺鋰、三(三氟甲基磺酰)甲基鋰或二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰中的一種或兩種以上。
[0024]根據本專利技術的實施方式，所述電解質鹽的重量占電解液總重量的10wt％～15wt％，例如為10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％或15wt％。
[0025]根據本專利技術的實施方式，所述有機溶劑選自碳酸酯和/或羧酸酯，所述碳酸酯選自氟代或未取代的下述溶劑中的一種或幾種：碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯；所述羧酸酯選自氟代或未取代的下述溶劑中的一種或幾種：乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸丙酯(PP)、丙酸乙酯(EP)、丁酸甲酯、正丁酸乙酯。
[0026]根據本專利技術的實施方式，所述功能添加劑還包括第二添加劑，所述第二添加劑選自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亞乙烯酯(VC)、1,3
?
丙烷磺酸內酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亞甲酯(MMDS)、丙烯磺酸內酯(PST)、馬來酸酐、二乙醇酸酐、丁二酸酐、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)、乙二醇雙(丙腈)醚(EGBE)以及已烷三腈(HTCN)中的至少一種。
[0027]根據本專利技術的實施方式，所述第二添加劑的重量為所述電解液總重量的0～15wt％，例如為0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％。
[0028]根據本專利技術的實施方式，所述電解液用于鋰離子電池。
[0029]本專利技術還提供一種電池，所述電池包括上述的電解液。
[0030]根據本專利技術的實施方式，所述鋰離子電池還包括含有正極活性物質的正極片、含有負極活性物質的負極片、隔離膜。
[0031]根據本專利技術的實施方式，所述正極片包括正極集流體和涂覆在正極集流體一側或兩側表面的正極活性物質層，所述本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種電解液，其特征在于，所述電解液包括有機溶劑、電解質鹽以及功能添加劑，其中，所述功能添加劑包括第一添加劑，所述第一添加劑選自吡啶硅烷類化合物，所述吡啶硅烷類化合物為含有硅烷基團和吡啶環的化合物，且所述硅烷基團直接連接在吡啶環上。2.根據權利要求1所述的電解液，其特征在于，所述吡啶硅烷類化合物選自式(1)所示化合物中的至少一種：式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的C1?
10
烷基、取代或未取代的C1?
10
烷氧基、取代或未取代的C2?
10
烯基；若有取代，取代基為鹵素；X選自鹵素、取代或未取代的C1?
10
烷基、取代或未取代的C1?
10
烷氧基、取代或未取代的C1?
10
烷硫基、
?
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此獨立地選自取代或未取代的C1?
10
烷基、取代或未取代的C2?
10
烯基；n為0
?
4之間的整數。3.根據權利要求2所述的電解液，其特征在于，式(1)中，R1、R2、R3相同或不同，彼此獨立地選自氫、鹵素、取代或未取代的C1?6烷基、取代或未取代的C1?6烷氧基、取代或未取代的C2?6烯基；若有取代，取代基為鹵素；X選自鹵素、取代或未取代的C1?6烷基、取代或未取代的C1?6烷氧基、取代或未取代的C1?6烷硫基、
?
Si(R4)(R5)(R6)；R4、R5、R6相同或不同，彼此獨立地選自取代或未取代的C1?6烷基、取代或未取代的C2?6烯基；n為0
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王海，李素麗，李俊義，
申請(專利權)人：珠海冠宇電池股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。