本發(fā)明屬于離子電池，具體涉及一種電解液及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、便攜式設(shè)備、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能設(shè)施的快速發(fā)展對(duì)鋰離子電池的成本、充電倍率、使用壽命和安全性等提出了更高要求。然而，鋰離子電池在循環(huán)和存儲(chǔ)過程中會(huì)產(chǎn)氣，造成電池體積膨脹、極片/隔膜錯(cuò)位以及電池極化增加，是導(dǎo)致電池壽命衰減甚至引發(fā)安全問題的重要原因。常見的抑制產(chǎn)氣型添加劑有腈類和磺酸酯等?；撬狨ヮ惾鏿s，可以優(yōu)先于ec在負(fù)極表面還原形成化學(xué)及電化學(xué)穩(wěn)定的sei膜，有效抑制電解液組分的進(jìn)一步分解。ps還原產(chǎn)物參與的形成的sei組分，在一定程度加速了li+在石墨表面的嵌鋰動(dòng)力學(xué)有效地抑制高溫副反應(yīng)，減少氣體的產(chǎn)氣，但會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大。ps作為電解液中抑制電池產(chǎn)氣效果最優(yōu)的添加劑，由于致癌性受到管控。

2、因此需要提供一種減少鋰離子電池產(chǎn)氣的電解液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種減少鋰離子電池產(chǎn)氣的電解液，使用含有烯烴基的二硅烷類化合物和苯基乙烯基砜中的至少一種作為添加劑加入到電解液中，制得的電解液能有效抑制電池的產(chǎn)氣。

2、本發(fā)明還提出一種制備所述電解液的方法。

3、本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和所述的一種電解液。

4、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種電解液，包括以下組分：鋰鹽、抑制產(chǎn)氣添加劑、溶劑和負(fù)極成膜添加劑；

5、所述抑制產(chǎn)氣添加劑包括苯基乙烯基砜和如式i所示的含有烯烴基的二硅烷類化合物中的至少一種；

6、

7、其中，r1～r4獨(dú)立的選自氫原子、鹵素原子、具有雜原子的碳原子數(shù)1～10的烴基、或具有取代基的硅原子數(shù)1～10的硅氫基，

8、r1～r4可以相互鍵合而形成環(huán)，

9、n、m可以相同也可以不相同，獨(dú)立的為1～6。

10、根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例至少具有以下有益效果：

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使用含有苯基乙烯基砜和含有烯烴基的二硅烷類添加劑后，可有效抑制電池產(chǎn)氣，且不影響電池性能的穩(wěn)定。這是因?yàn)楹邢N基的二硅烷類可以參與正負(fù)極成膜形成鋰離子傳導(dǎo)率高的硅烷聚合物，同時(shí)烯烴基硅基還可以清除電解液中的活性氧和痕量水，能顯著抑制電池產(chǎn)氣以及高溫存儲(chǔ)過程中的阻抗增長(zhǎng)。苯基乙烯基砜具有寬電化學(xué)窗口，它的存在改變了電還原反應(yīng)和隨后的氧化反應(yīng)的反應(yīng)途徑，有助于構(gòu)建穩(wěn)固的sei界面，減少sei溶解和再生的產(chǎn)氣量。此兩類物質(zhì)均無(wú)致癌性，安全性較高。

12、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述電解液，包括以下重量份的組分：鋰鹽12.5～15份、抑制產(chǎn)氣添加劑3份、溶劑77-86份和負(fù)極成膜添加劑5份；

13、抑制產(chǎn)氣添加劑按重量份計(jì)為：二乙烯基四甲基二硅烷：2份，苯基乙烯基砜1份。

14、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述電解液，包括以下重量份的組分：鋰鹽12.5～15份、抑制產(chǎn)氣添加劑3份、溶劑77-86份和負(fù)極成膜添加劑0.5～5份。

15、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述抑制產(chǎn)氣添加劑為苯基乙烯基砜和含有烯烴基的二硅烷類化合物。

16、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰。

17、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述溶劑包括環(huán)狀碳酸酯和線狀碳酸酯中的至少一種。

18、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述環(huán)狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一種。

19、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述線狀碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的至少一種。

20、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述負(fù)極成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亞乙烯酯中的至少一種。

21、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述鋰鹽濃度為1.0～1.5mol/l。

22、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述鋰鹽濃度為1.3～1.5mol/l。

23、根據(jù)本發(fā)明的二個(gè)方面，提出了一種制備所述的電解液的方法，包括以下步驟：

24、將鋰鹽溶于有機(jī)溶劑中，得到混合溶液，將負(fù)極成膜添加劑和抑制產(chǎn)氣添加劑加入到混合溶液中，得到所述電解液。

25、根據(jù)本發(fā)明的二個(gè)方面，提出了一種鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和所述的一種電解液。

技術(shù)特征：

1.一種電解液，其特征在于，包括以下組分：鋰鹽、抑制產(chǎn)氣添加劑、溶劑和負(fù)極成膜添加劑；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解液，其特征在于，所述電解液，包括以下重量份的組分：鋰鹽12.5～15份、抑制產(chǎn)氣添加劑1～3份、溶劑77～86份和負(fù)極成膜添加劑0.5～5份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解液，其特征在于，所述溶劑包括環(huán)狀碳酸酯和線狀碳酸酯中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電解液，其特征在于，所述環(huán)狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電解液，其特征在于，所述線狀碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解液，其特征在于，所述負(fù)極成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亞乙烯酯中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解液，其特征在于，所述鋰鹽的濃度為1.0～1.5mol/l。

9.一種制備如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的一種電解液的方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極、負(fù)極、隔膜和如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的一種電解液。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電解液及其制備方法和應(yīng)用。一種電解液，包括以下組分：鋰鹽、抑制產(chǎn)氣添加劑、溶劑和負(fù)極成膜添加劑；抑制產(chǎn)氣添加劑包括苯基乙烯基砜和含有烯烴基的二硅烷類化合物中的至少一種。本發(fā)明提出的一種減少鋰離子電池產(chǎn)氣的電解液，使用含有烯烴基的二硅烷類化合物和苯基乙烯基砜中的至少一種作為添加劑加入到電解液中，制得的電解液能有效抑制電池的產(chǎn)氣。

技術(shù)研發(fā)人員：邵俊華,張志強(qiáng),張利娟,李海杰,閆國(guó)峰,王亞洲,楊翠婷,鄧小梅,盛志遠(yuǎn),童登輝,龐心如,顏震,張笑栩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南法恩萊特新能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6