基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂、包含其的电解液及锂离子电池.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CN112047921A(43)申请公布日2020.12.08(21)申请号202010954028.4H01M10/42(2006.01)(22)申请日2020.09.11(71)申请人山东海科新源材料科技股份有限公司地址257000山东省东营市东营区胜利工业园邹城路23号(72)发明人赵新新魏志凯刘磊苗立孝张生安杨献锋(74)专利代理机构青岛清泰联信知识产权代理有限公司37256代理人李祺张玲(51)Int.Cl.C07D327/10(2006.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/0567(2010.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂、包含其的电解液及锂离子电池(57)摘要本发明提出一种基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂、包含其的电解液及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域，该添加剂能够改善SEI膜的稳定性，提高了SEI膜的Li+传导能力，从而提高锂离子电池的高低温性能。该添加剂的结构式以硫酸乙烯酯为基础，在其环状分子结构上接枝有含锂盐官能团的有机分子链段。CN112047921ACN112047921A权利要求书1/2页1.基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂，其特征在于，所述添加剂的结构通式如下：式(I)中，R为式(II)和式(III)中，R1选自-SO3Li、-CH2SO3Li、-CH2SO2NLiSO2CH3和-CH2SO2NLiSO2CF3中的任意一种，式(III)中的n取值为1或2。2.根据权利要求1所述的基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂，其特征在于，所述添加剂选自结构式为SPI-1～SPI-5的化合物中的任意一种，所述结构式SPI-1～SPI-5分别为：3.锂离子电池电解液，其特征在于：包括锂盐、碳酸酯溶剂和权利要求1或2所述的基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂。4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂的添加量为电解液总质量的0.5％～8％。5.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述碳酸酯溶剂选自碳酸二2CN112047921A权利要求书2/2页甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种。6.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的锂离子电池电解液，其特征在于：所述电解液中锂盐的浓度为0.5～1.5mol/L。8.锂离子电池，其特征在于：采用权利要求3-7任一项所述的锂离子电池电解液。3CN112047921A说明书1/10页基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂、包含其的电解液及锂离子电池技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂、包含其的电解液及锂离子电池。背景技术[0002]目前，商业化的锂离子电池中，通常采用的电解液体系主要由有机碳酸酯类溶剂、LiPF6，以及一些成熟的功能添加剂(比如碳酸亚乙烯酯VC、氟代碳酸乙烯酯FEC等)组成。在高温环境中使用时，电解液的电导率较高，但电解液组分自身的副反应以及其与正负极材料之间的反应程度加剧，会导致电池的电化学性能下降。在低温环境中使用时，电解液的电导率下降，Li+的迁移速率降低，SEI膜的阻抗增加，进而导致电池的阻抗增加，极化现象严重，充放电效率降低，使锂离子电池在低温环境下不能正常工作；同时，在较低温度环境下，锂离子嵌入负极材料的速率减小，容易在负极出现析锂现象，造成电池内部短路，降低循环性能。[0003]近年来各类SEI成膜添加剂相继得到报道，尤其是含硫添加剂引起了人们的广泛关注，如硫酸乙烯酯(DTD)、亚硫酸乙烯酯(ES)、1,3-丙磺酸内酯(PS)等。其中，硫酸乙烯酯能够抑制电池初始容量下降，增大初始放电容量，减少高温放置后的电池膨胀，提高电池的充放电性能及循环次数，但硫酸乙烯酯自身的稳定性较差，在常温及高温存储时电解液酸度及色度不稳定，需要低温运输及存储，且难以同时兼顾高低温性能。发明内容[0004]本发明针对上述现有硫酸乙烯酯类含硫添加剂难以同时兼顾高低温性能的不足，提出一种基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂、包含其的电解液及锂离子电池，该添加剂能够改善SEI膜的稳定性，提高了SEI膜的Li+传导能力，从而提高锂离子电池的高低温性能。[0005]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：[0006]本发明提供了一种基于硫酸乙烯酯的含硫添加剂，所述添加剂的结构通式如下：[0007][0008]式(I)中，R为[0009][0010]或4CN112047921A说明书2/10页[0011]式(II)和式(I