[发明专利]一种含芳香肟类添加剂的电解液及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种含芳香肟类添加剂的电解液及其制备方法和用途，芳香肟类添加剂是芳香肟类有机化合物及其衍生物，其具有苯环和‑C＝N‑OH官能团；或者具有苯环和官能团。制备方法是：将锂盐溶解在溶剂中配制成浓度为0.5‑2mol/L的溶液，作为基础电解液；将0.1wt％‑5wt％的芳香肟类有机化合物及其衍生物作为添加剂添加到基础电解液中，混合均匀即得电解液。该电解液的用途是作为锂离子电池的电解液。本发明通过在电池的电解液中添加芳香肟类添加剂，有效提高了SEI膜的稳定性，明显改善了电池的倍率性能以及高温存储性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是指芳香肟类及其衍生物在制备锂离子电池电解液中的应用。

背景技术

锂离子电池具有较高的能量密度、高电压、安全环保等优势，常用于电动汽车、笔记本、手机等设备中。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等组成，正极主要使用商业化的钴酸锂、磷酸铁锂以及三元高电压材料，负极主要使用层状的石墨，电解液的常用体系是1mol/L的LiPF₆溶于EC、EMC等有机溶剂中。

目前，锂电池应用广泛，但是在极端环境中以及高电压等条件下应用有限。这是由于高温环境下锂电池的电解液容易发生分解，分解如下：

LiPF₆→PF₅+LiF

Li₂CO₃+PF₅→POF₃+2LiF+CO₂

ROCO₂Li+PF₅→RF+LiF+CO₂+POF₃

RCO₂Li+PF₅→RCOF+LiF+POF₃

其中电解液中的锂盐易发生分解生成PF₅，并与电极表面SEI膜中的成分发生反应，破坏SEI膜的稳定性，从而腐蚀电极材料，影响电池性能。该过程伴随着大量气体产生，引起电池体积膨胀，容易引发安全事故。为了解决此类问题，其中最简便且有效的方式是改进电解液成分，往电解液中加入电解液添加剂。通常来讲，添加剂的使用含量不超过5％，却能够较大的提升电池性能。

目前，各类添加剂已进行广泛研究，其中成膜添加剂的研究最为广泛，能够促使电池内部形成稳定的界面(SEI膜)，碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯等已经成为商业化添加剂。但是，芳香肟类添加剂的研究几乎是没有的。芳香肟类有机化合物的还原电位较低，并且有较低的LUMO轨道，能够先于溶剂分解，形成更加稳定的界面。

发明内容

为解决上述问题，本发明从锂离子电池电解液方向入手，通过调节电解液的成分，降低全电池内阻，减少电池体积膨胀，提升电池的高温存储性能和倍率性能。

为了实现以上目的，本发明提出了一种锂离子电池电解液，采用以下技术方案：

一种含芳香肟类添加剂的电解液，其电解液的添加剂包括芳香肟类有机化合物及其衍生物。

更具体地说，所述的芳香肟类有机化合物是具有苯环和-C＝N-OH官能团的肟类有机化合物；或者所述的芳香肟类有机化合物是具有苯环和官能团的肟类有机化合物。

进一步地，所述的芳香肟类有机化合物可以选择如下结构：

或者或者

其中，R′是一个碳原子以上的烃基、羰基；

R″是一个碳原子以上的烃基、氢原子、卤素原子或氨基；

R1～R5为氢原子、1-10个碳原子的烃基、卤素原子、羟基、甲氧基或苯环。