[发明专利]三氟乙氧基磷酸乙烯酯于电池电解液中的应用

说明书

本发明公开了三氟乙氧基磷酸乙烯酯于电池电解液中的应用，涉及电池电解液添加剂技术领域，所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯作为添加剂加至电池电解液中，所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯的用量为电池电解液质量的1.4～10％。本发明制备的添加三氟乙氧基磷酸乙烯酯的电池电解液，能够有效提高其阻燃性能，使其无法被点燃，同时还能够保证良好的充放效率和循环性能，能满足50℃条件下的以1C充放电循环300次容量保持率达93.1％以上；尤其在改善锂电池的高温循环性能的同时还能保证80.01％以上的低温(‑40℃)放电效率，可增加电池的储存性能，不影响锂电池的其它性能。

技术领域

本发明涉及电池电解液添加剂技术领域，具体为三氟乙氧基磷酸乙烯酯于电池电解液中的应用。

背景技术

近来，对能量存储技术的关注不断增加。随着能量存储技术向诸如手提电话、可携式摄像机、笔记本电脑、个人电脑以及电动车辆等设备的延伸，对用作此类电子设备的能量来源的高能量密度电池的需求也在增加。锂离子二次电池是最令人满意的电池之一，目前正在积极进行多种对其改进的研究。

在目前使用的二次电池中，20世纪90年代初开发的锂二次电池包括一个由能够嵌入或脱出锂离子的碳材料制成的阳极，一个由含锂氧化物制成的阴极和一种通过将适量锂盐溶于混合有机溶剂中而制备的非水电解质溶液。随着人们对锂离子电池的能量密度提出越来越高的要求，常规锂离子电池已经不能满足人们的需求。

目前为了提高锂离子电池的能量密度，研究者通常采用开发高容量、高工作电压的正极材料来解决此问题，与此同时正极材料的热稳定性也随之变差，高温下金属离子的溶出及离子混排问题提高了安全问题的发生几率。电解液本身对动力电池安全性能的影响也是明显的。目前动力电解液主要为LiPF₆，其高温热稳定性和电化学窗口仍有提升的空间，由于大量使用有机溶剂，为电池的着火提供了物质基础，一方面有机溶剂容易引起燃烧，另一方面当电压过高时，电解液体系中不稳定的溶剂或组成容易发生分解，造成电池胀气、破损甚至爆炸，电池在满电的情况下的正负极材料本身也很活泼，正极脱锂后具有较强的氧化性，过度脱锂容易造成晶体结构的破坏，晶体结构中的晶格氧具有强烈的活性，而对应负极在嵌锂状态下还原性较强，易于跟电解液反应，尤其当正负极表面钝化膜破裂后，电解液在电极表面分解产生热量导致电池热量升高，极易造成热失控。可以说电极表面SEI膜的分解消耗是电池本身热失控的根本原因，电解液的溶剂成分、正负极材料起到助燃的作用。

为了解决以上问题，研究者通常会对正极材料进行表面保护包覆或者在电解液中添加具有阻燃效果的阻燃元素，但是这些方法往往会伴随着电池可容量的损失，而且制作工艺繁琐，制造成本增加。通过开发新型高电压电解液取代目前常用的电解液体系是实现高电压锂离子电池商业化的改善途径之一。

发明内容

本发明的目的在于提供三氟乙氧基磷酸乙烯酯于电池电解液中的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

三氟乙氧基磷酸乙烯酯于电池电解液中的应用，所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯作为添加剂加至电池电解液中，所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯的用量为电池电解液质量的1.4～10％；

所述三氟乙氧基磷酸乙烯酯的化学结构式为：

进一步的，所述电池电解液中还包括0.1～10wt％的乙酸2,2-二氟乙酯。

进一步的，所述的电池电解液中也包括锂盐和有机溶剂。

进一步的，所述锂盐与有机溶剂的质量比为15～20：70～83。