[发明专利]一种高电压电解液添加剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高电压电解液添加剂。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长和无污染等优点，广泛应用于日常生活的各个领域，包括各种便携式电子设备等。具有高电压和大容量的锂离子电池是未来更小更轻电池的发展方向，例如使用LiNi_0.5Mn_1.5O₄和LiCoPO₄等作为高电压正极材料的锂离子电池的放电电压可高达5V左右，进一步拓宽了其在大功率电气设备(尤其是电动汽车)上的使用。

当前应用于商品化锂离子电池的液体电解液一般以六氟磷酸锂(LiPF6)作为导电盐，以高粘度、高介电常数的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)与低粘度、低介电常数的碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、或甲基乙基碳酸酯(EMC)构成的混合物为溶剂。虽然此种液体电解液获得了广泛应用，但是前述锂离子电池的电解液在高电压下容易分解，导致锂离子电池的充放电效率比较低，循环性能比较差。此外普通的添加剂在高电压体系下容易产生HF等气体，导致电池膨胀甚至失效，制约了高电压锂离子电池的进一步发展。

因此，需要开发一种新的在高电压下不易分解的高电压电解液添加剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于高电压电解液的添加剂。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种结构式(I)所示的氟代醚的应用，所述氟代醚用作高电压电解液添加剂，

其中：R选自C₁-C₅烷基或C₁-C₅氟代烷基；

所述结构式(I)所示的氟代醚在电解液中占的质量百分含量为0.1～95％。

作为优选的方式，上述取代基R优选自CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CF₃、-CH₂F、-CHF₂、-CH₂CHF₂、-CH₂CH₂F、-CHFCH₃、-CF₂CF₂H、-CF₂CFH₂、-CH₂CH₂CH₃、-CH₂CH₂CF₃、-CH₂CF₂CF₂H或-CH₂CF₂CF₃；并进一步优选自-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CF₂CF₂H或-CH₂CF₂CF₃。

作为优选的方式，上述结构式(I)所示的氟代醚在电解液中占的质量百分含量为5～80％，并进一步优选为5～50％。

由于氟原子具有强电负性和弱极性，致使氟代醚具有较高的电化学稳定性。本发明提供的结构式(I)所示的氟代醚，相对常规醚类能够有效改性凝固点和化学稳定性，可提高锂离子电池电解液耐高电压能力，能够有效抑制电解液在高电压情况下的分解。当被用于配制电池电解液时，能够充分体现电解液的性能优势，使之适合应用于高电压锂离子电池。