[发明专利]一种高镍三元正极材料电解液添加剂

说明书

本发明属于新能源锂离子电池材料制备技术领域，公开了一种高镍三元正极材料电解液添加剂，所述添加剂为正极成膜添加剂，且所述正极成膜添加剂的组分为：CF₃COR₂COOR₁；在所述正极成膜添加剂中：R₁为包含但不限于烷基，且R₁主碳链的碳原子数量为1‑10；R₂为包含但不限于烷基，且R₂主碳链的碳原子数量为1‑10；针对本发明所提供的高镍三元正极材料电解液添加剂，其分子结构更容易接受电子并发生分解反应，从而能在正极材料表面形成一层结构稳定、均匀包覆的SEI膜，以有效达到抑制电解液进一步分解的效果；另外，本发明添加剂能够抑制NCM颗粒内部裂纹的产生，并能有效减少过渡金属元素在高温下的溶出，极大提高了高镍材料的稳定性和循环性。

技术领域

本发明属于新能源锂离子电池材料制备技术领域，具体涉及一种高镍三元正极材料电解液添加剂。

背景技术

目前，随着新能源汽车对于动力电池高能量密度的诉求下，高镍三元动力电池受到市场追捧。而支撑高镍三元动力电池快速发展的关键材料，除了技术门槛较高的高镍包覆技术之外，添加的新型锂盐的特殊电解液也在其中发挥了极其重要的作用。

三元材料相比于磷酸铁锂虽然在能量密度上具有巨大的优势，但是在循环寿命上仍然无法让人完全满意，这很大程度上是因为三元材料的结构稳定性差造成的；满电状态下Ni⁴⁺的强氧化性还会造成电解液在材料表面的分解，在循环过程中三元材料颗粒表面还会发生不可逆相变和过渡金属元素的溶解，这都是造成三元材料容量衰降的重要因素，三元材料在循环寿命上的短板也引起了消费者的普遍担忧。

传统的高镍三元材料通常是表面包覆三氧化二铝等材料，具体通过烧结等处理后，其包覆材料形成微小颗粒包覆于三元材料表面，因此极大减轻了高镍材料的表面吸水性，从而避免了电芯制备过程中的果冻现象；但是，由于包覆材料间缝隙的存在，不可避免的导致HF的侵蚀和微量水分的影响，因此，即使制备出电芯，其循环性和安全性仍然面临巨大挑战。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种高镍三元正极材料电解液添加剂，以改善现有高镍三元材料通过表面包覆、无法解决材料在循环过程中自身的不可逆相变和过渡金属元素溶解的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高镍三元正极材料电解液添加剂，所述添加剂为正极成膜添加剂，且所述正极成膜添加剂的组分为：CF₃COR₂COOR₁、结构式为：

上述，在所述正极成膜添加剂中：

R₁为包含但不限于烷基，且R₁主碳链的碳原子数量为1-10；

R₂为包含但不限于烷基，且R₂主碳链的碳原子数量为1-10。

优选的，在所述正极成膜添加剂中，R₁主碳链的碳原子数量为2-3，R₂主碳链的碳原子数量为2-3。

进一步的，所述正极成膜添加剂在电解液中的添加量为0.2-5％。更进一步的，所述正极成膜添加剂的优选添加量为0.5-2％。

进一步的，所述正极成膜添加剂在电解液中的化成电压为2.2-5V。更进一步的，所述正极成膜添加剂的优选化成电压为2.8-4V。

进一步的，所述正极成膜添加剂可与锂盐添加剂复配使用，且所述锂盐添加剂为碳酸亚乙烯酯、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或多种。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：