一種含有含氟亞硫酸酯類化合物的電解液及含有該電解液的鋰離子二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計(jì)裡離子電池制備領(lǐng)域，具體設(shè)及一種含有含氣亞硫酸醋類化合物的電 解液及含有該電解液的裡離子二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池因其比能量高、體積小、質(zhì)量輕、無記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)廣泛 應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中。但是，隨著便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，對裡離子的比能量提出 越來越高的要求。目前為了提高裡離子電池的能量密度，研究者們主要通過開發(fā)高容量、高 工作電壓(大于4.2V)的正極材料，如提高裡鉆復(fù)合氧化物、裡儘復(fù)合氧化物的工作電壓(大 于4.2V)，開發(fā)高工作電壓的裡儀猛復(fù)合氧化物等。然而，運(yùn)些正極材料在高工作電壓條件 下容易發(fā)生結(jié)構(gòu)改變，過渡金屬發(fā)生溶解并在負(fù)極上沉積，另外常規(guī)有機(jī)溶劑在高電壓下 更容易發(fā)生分解，運(yùn)些因素導(dǎo)致了高電壓裡離子電池性能的惡化。
[0003] 研究表明，通過對正極材料進(jìn)行表面包覆或滲雜能夠提供高電壓裡離子電池的循 環(huán)性能。但是運(yùn)些改性方法通常會(huì)伴隨著克容量的損失，而且改性方法復(fù)雜、工藝繁瑣，增 加生產(chǎn)成本。與此同時(shí)，研究人員通過開發(fā)新型耐氧化電解液來提高高電壓裡離子電池的 電化學(xué)性能，如內(nèi)醋類和諷類溶劑電解液。但是運(yùn)些新型電解液與電池電極的兼容性較差， 而且離子電導(dǎo)率低于碳酸基電解液，因而他們的應(yīng)用受到了限制。
[0004] 裡離子電池電解液功能添加劑的應(yīng)用由于方法簡單，效果顯著，成本低廉等優(yōu)點(diǎn) 受到了廣泛研究者的關(guān)注。運(yùn)些年，人們主要從改善電極/電解液界面性質(zhì)方向探討，開發(fā) 高電壓裡離子電池電解液添加劑，如LiBOB、嚷吩、甲燒二橫酸亞甲醋和臘類有機(jī)物等。然而 目前高電壓裡離子電池電解液添加劑的種類仍較少，效果單一。因此，開發(fā)新型電解液功能 添加劑改善高電壓裡離子電池的電極/電解液界面性質(zhì)顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于【背景技術(shù)】所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種含有含氣亞硫酸醋類化 合物的電解液及含有該電解液的裡離子二次電池，電解液能改善電池正、負(fù)極/電解液界面 性質(zhì)，提高有機(jī)電解液的穩(wěn)定性，抑制裡離子電池的氣脹。運(yùn)些性質(zhì)保證了高電壓裡離子電 池具有良好的循環(huán)壽命和高溫性能。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述含有含氣亞硫酸醋類化合物的電解液的制備方 法。
[0007] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[000引一種含有含氣亞硫酸醋類化合物的電解液，包括有機(jī)溶劑、導(dǎo)電裡鹽和添加劑，其 中：所述有機(jī)溶劑選自環(huán)狀碳酸醋溶劑、芳香控溶劑和線性溶劑的一種W上，所述添加劑為 含氣亞硫酸醋類化合物，結(jié)構(gòu)式如下：
[0010] 在上述化學(xué)式（I)中，上述Ri、R2的化學(xué)式為Ca即HcOd(4含a含O，b，C，d含0)，其中C 為碳原子，F(xiàn)為氣原子，H為氨原子，0為氧原子。
[0011] 所述的含氣亞硫酸醋類化合物作為添加劑含量為電解液總重的0.1 %~10%。
[0012] 所述含氣亞硫酸醋類化合物為=氣甲橫酸=氣乙醋。
[0013] 環(huán)狀碳酸醋溶劑和線型碳酸醋溶劑的配比為質(zhì)量比為1:1~3:2,導(dǎo)電裡鹽的終濃 度為0.8~1.5mol/L。
[0014] 所述的環(huán)狀碳酸醋溶劑優(yōu)選為碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、氣代碳酸乙締醋、丫-下 內(nèi)醋和丫 -戊內(nèi)醋一種W上；
[0015] 所述的線型碳酸醋溶劑包括碳酸二甲醋（DMC)，碳酸甲乙醋化MC)，碳酸二乙醋 (DEC),乙酸乙醋、碳酸甲丙醋(MPC)、酸類和氣代酸的一種W上。
[0016] 所述的導(dǎo)電裡鹽選自六氣憐酸裡化iPFs)、四氣棚酸裡化iBF4)、二草酸棚酸裡 化iBOB)、二氣草酸棚酸裡化iDFOB)、S氣甲基橫酸裡化iS化CF3)、高氯酸裡化iCl〇4)、六氣 神酸裡化iAsFs)、雙S氣甲基橫酷亞胺裡化i(C的S化)2N)中的一種或多種；
[0017] -種含有含氣亞硫酸醋類化合物的電解液制備方法，電解液的制備方法是：
[001引（1)將有機(jī)溶劑按比例回合后用SA分子篩、氨化巧、氨化裡純化除雜、除水；
[0019] (2)在室溫條件下，將導(dǎo)電裡鹽加入步驟(1)所得到的溶劑中，得到普通電解液；
[0020] (3)加入常用添加劑，并攬拌均勻；加入功能添加劑，制得本發(fā)明的含有含氣亞硫 酸醋添加劑得到用于裡離子二次電池的高壓電解液。
[0021] 一種裡離子二次電池，包括正極活性材料、負(fù)極活性材料、隔膜和權(quán)利要求1-8任 一項(xiàng)所述的含氣亞硫酸醋類化合物的電解液，正極材料的含裡過渡金屬氧化物為:LiCo〇2、 LiNi〇2、LiMn〇2、LiMn2〇4、Li(NiaC〇bMnc)(0<a<l，0<b<l，0<C<l，a+b+C=l)、LiNii-yMny〇2、 LiNii-yMny〇2(0^z^2)、LiMx(P04)y(M 為 Ni、Co、Mn、Ti、V，0^x^5,0^y^5)-種W上；
[0022] 負(fù)極材料為可嵌入、脫出裡離子的碳材料、裡金屬、娃或錫及其氧化物中的一種W 上；隔膜為織布、無紡布及合成樹脂微多孔膜的一種;裡離子電池包括本發(fā)明的電解液。高 電壓裡離子電池的工作電壓高于4.2V。
[0023] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0024] (1)添加劑含氣亞硫酸醋類化合物可W在陰極界面氧化成膜從而改善陰極材料在 高電壓的穩(wěn)定性，抑制晶體結(jié)構(gòu)的巧塌，該界面膜能夠減少過渡金屬從正極上的溶出，保護(hù) 電極材料，有利于提高裡離子電池的高電壓循環(huán)穩(wěn)定性和高溫性能，并能夠有效抑制電池 的氣脹問題。
[0025] (2)含亞硫酸醋官能團(tuán)能夠在陽極表面形成界面膜，該界面膜能夠抑制過渡金屬 元素在負(fù)極的沉積還原，減緩過渡金屬在陽極的破壞，提高電池的循環(huán)壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] (1)將環(huán)狀碳酸醋溶劑碳酸乙締醋化C)和線型碳酸醋溶劑碳酸甲乙醋巧MC)、碳酸 二乙醋(DEC)按質(zhì)量比EC: EMC: DEC = 3:5:2混合，并采用分子篩、氨化巧、氨化裡純化除雜、 除水；
[0029] (2)在室溫條件下，將導(dǎo)電裡鹽LiPFs溶解在步驟（1)得到的溶劑中，終濃度為 1. Omol/L，攬拌均勻，得到普通電解液；
[0030] (3)在步驟(2)制備的普通電解液中添加入常用添加劑Iwt. %的氣代碳酸乙締醋 和Iwt. %的丙橫酸內(nèi)醋，S氣甲橫酸S氣乙醋，用量為電解液質(zhì)量的0.5wt. %;得到用于裡 離子電池的高壓電解液。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] (1)將環(huán)狀碳酸醋溶劑碳酸乙締醋化C)和線型碳酸醋溶劑碳酸甲乙醋巧MC)、碳酸 二乙醋(DEC)按質(zhì)量比EC:EMC:DEC = 3:5:2混合，采用分子篩、氨化巧、氨化裡純化除雜、除 水；
[0033] (2)在室溫條件下，將導(dǎo)電裡鹽LiPFs溶解在步驟（1)得到的溶劑中，終濃度為 Imol/L，攬拌均勻，配成普通電解液；
[0034] (3)在步驟(2)制備的普通電解液中添加入常用添加劑Iwt. %的氣代碳酸乙締醋 和Iwt. %的丙橫酸內(nèi)醋，S氣甲橫酸S氣乙醋，用量為電解液質(zhì)量的Iwt. %;得到用于裡離 子電池的高壓電解液。
[0035] 實(shí)施例3
[0036] (1)將環(huán)狀碳酸醋溶劑碳酸乙締醋化C)和線型碳酸醋溶劑碳酸甲乙醋巧MC)、碳酸 二乙醋(DEC)按質(zhì)量比EC:EMC:DEC = 3:5:2混合，采用分子篩、氨化巧、氨化裡純化除雜、除 水；
[0037] (2)在室溫條件下，將導(dǎo)電裡鹽LiPFs溶解在步驟（1)得到的溶劑中，終濃度為 1. Omol/L，攬拌均勻，配成普通電解液；
[0038] (3)在步驟(2)制備的普通電解液中添加入常用添加劑Iwt. %的氣代碳酸乙締醋 和Iwt. %的丙橫酸內(nèi)醋，S氣甲橫酸S氣乙醋，用量為電解液質(zhì)量的1.5wt. %;得到用于裡 離子電池的高壓電解液。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] (1)將環(huán)狀碳酸醋溶劑碳酸乙締醋化C)和線型碳酸醋溶劑碳酸甲乙醋巧MC)、碳酸 二乙醋(DEC)按質(zhì)量比EC:EMC:DEC = 3:5:2混合，采用分子篩、氨化巧、氨化裡純化