用于天然石墨负极锂离子电池的电解液.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113571770A(43)申请公布日2021.10.29(21)申请号202010465349.8(22)申请日2020.05.28(71)申请人深圳市研一新材料有限责任公司地址518110广东省深圳市龙华区观澜街道新澜社区观光路1301-76号银星智界二期1号楼B901(72)发明人薄祥昆蒋日家岳敏钱超(74)专利代理机构深圳市中知专利商标代理有限公司44101代理人孙皓林虹(51)Int.Cl.H01M10/0567(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书12页(54)发明名称用于天然石墨负极锂离子电池的电解液(57)摘要一种用于天然石墨负极锂离子电池的电解液，包括以下重量百分比的各组分制备而成：锂盐3％～20％、添加剂2％～50％以及有机溶剂30％～95％；添加剂含有磷酸酯和膦酸酯类化合物、硫酸酯类化合物、氟代醚、氟代羧酸酯，电解液中磷酸酯和膦酸酯类化合物的含量占电解液总质量的0.1wt.％～10wt.％，硫酸酯类化合物的含量占电解液总质量的0.1wt.％～10wt.％，氟代醚和氟代羧酸酯的含量占电解液总质量的1wt.％～20wt.％。本发明在天然石墨负极体系中，可使锂离子电池的首次效率提高到90％，循环次数在800次以上，有效提高了锂离子电池的首效和循环寿命。CN113571770ACN113571770A权利要求书1/2页1.一种用于天然石墨负极锂离子电池的电解液，包括以下重量百分比的各组分制备而成：锂盐3％～20％、添加剂2％～50％以及有机溶剂30％～95％；其特征在于：添加剂含有磷酸酯和膦酸酯类化合物、硫酸酯类化合物、氟代醚、氟代羧酸酯，电解液中磷酸酯和膦酸酯类化合物的含量占电解液总质量的0.1wt.％～10wt.％，硫酸酯类化合物的含量占电解液总质量的0.1wt.％～10wt.％，氟代醚和氟代羧酸酯的含量占电解液总质量的1wt.％～20wt.％；所述磷酸酯和膦酸酯类化合物如通式I、通式II和通式III所示：通式I：通式II：通式III：其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自硅烷基、氟代硅烷基、烷基、卤代烷基、烷基硅烷基、氟代烷基硅烷基中的至少一种；R9选自烷基、硅烷基、氟代烷基、氟代硅烷基、烷基硅烷基、氟代烷基硅烷基、烷基硅氧烷基、烷基硅氧烷基羰基烷基或氟代烷基羰基中的至少一种；所述硫酸酯类化合物如通式IV和通式V所示：通式IV：通式V：其中，m为1～3的整数；R10、R11、R12、R13、R14、R15分别独立选自卤族元素、烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基中的至少一种；所述氟代链状醚如通式VI所示，所述氟代环状醚如通式VII所示：通式VI：通式VII：其中，n为1～20的整数；R16、R17、R18、R19、R20分别独立地选自氟代烷基、氟代烷氧基中的至少一种；或分别独立地选自氟代烷基、氟代烷氧基的至少一种和烷基、烷氧基中的至少一种；所述氟代链状羧酸酯化合物如通式VIII所示，所述氟代环状羧酸酯化合物如通式IX所示：2CN113571770A权利要求书2/2页通式VIII：通式IX：其中，k为1～3的整数，R16、R17、R18、R19、R20、R21分别独立选自卤族元素、卤代烷基、卤代烷氧基中的至少一种，或分别独立选自卤族元素、卤代烷基、卤代烷氧基中的至少一种和烷基、烷氧基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的用于天然石墨负极锂离子电池的电解液，其特征在于：电解液中磷酸酯和膦酸酯类化合物的含量占电解液总质量的0.5wt.％～5wt.％，硫酸酯类化合物的含量占电解液总质量的1wt.％～5wt.％，氟代醚和氟代羧酸酯的含量占电解液总质量的5wt.％～10wt.％。3.根据权利要求1所述的用于天然石墨负极锂离子电池的电解液，其特征在于：所述锂盐为LiPF6、LiBF4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、Li[BF2(C2O4)]、Li[PF2(C2O4)2]、Li[N(CF3SO2)2]、Li[C(CF3SO2)3]、LiODFB、LiBOB、LiPO2F2、LiFSI、LiTFSI中的至少一种，有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸正丙酯、乙酸乙酯中的至少一种，添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、丙磺酸内酯、γ-丁内酯、二氧戊环、二氧六环、四氢呋喃中的至少一种。4.根据权利要求1所述的用于天然石墨负极锂离子电池的电解液，其特征在于：磷酸酯和膦酸酯化合