【CN109687024A】一种兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液及锂离子电池【专利】
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非水电解液及锂离子电池 ( 57 )摘要
本发明公开了一种兼顾高低温优异性能的 高电压锂离子非水电解液及锂离子电池。所述兼 顾高 低温优异性能的高电 压锂离子非水电 解液 包含非水有机溶剂 、电 解质 、添 加剂 ，其中 ，所述 添加剂中包含腈类化合物，所述腈类化合物结构
为
其中 ，R1为具有取代基
的 碳 原 子 数 1 - 1 0的 烷 基 、碳 原 子 数 6 - 1 0的 芳 烷 基 ；R2选自 具有取代基的 碳原子数1-10的 烷基 、 碳原子数2-7的烯基、碳原子数7-10的芳烷基中 的 一 种或多 种 ；n 为1-6。本发明中的 腈 类化合物 可在电极表面形成涂层，阻止电解液和电极之间 的 反应 ，抑制电 极中的 镍 、锰等过渡金 属离子的 溶出，改善锂离子电池的高温性能。
3 .根据权利要求2所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于 ，所述式I中 ，当n为3时 ，所述式I化合物选自化合物M1、化合物M2、化合物M3、化合物M4、化 合物M5中的一种或几种：
所述式I中 ，当n为4时 ，所述式I化合物选自化合物M6、化合物M7、化合物M8、化合物M9、 化合物M10、化合物M11、化合物M12、化合物M13、化合物M14中的一种或几种：
8 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述电解质为锂盐，优选六氟磷酸锂。
3
CN 109687024 A
权 利 要 求 书
3/3 页
2-四氟乙基2，2，3，3-四氟丙基醚、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙 酸乙 酯、丙酸丙酯、正丁酸乙 酯中的 一 种或多种 ；进一步优选地 ，所述氟代羧酸酯选自氟代 甲酸乙酯、氟代乙酸乙酯、氟代甲酸丙酯、氟代丙酸丙酯、氟代甲酸丁酯、氟代乙酸丁酯中的 一种或多种；进一步优选地，所述环状碳酸酯在非水溶剂中的质量百分含量为10～50％，所 述链状碳酸酯在非水溶剂中的质量百分含量为50～90％。
6 .根据权利要求5所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述添加剂在非水电解质溶液中的质量百分含量为0 .1％-5％。
7 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述非水溶剂选自链状碳酸酯、线状碳酸酯、氟代醚、氟代碳酸酯、羧酸酯、氟代羧酸酯 及它们的混合溶剂 ；优选地 ，所述非水溶剂选自碳酸乙 烯酯、氟代碳酸乙 烯酯、1 ，2-二氟代 碳酸乙烯酯、氟代碳酸二甲酯、氟代碳酸甲乙酯、氟代碳酸二乙酯、二氟代碳酸二乙酯、氟代 碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙烯酯、1，1，2，2-四氟乙基-2，2，3，3-四氟丙基醚、1，1，2，
式I中 ，R1为具有取代基的碳原子数1-10的烷基、碳原子数6-10的芳烷基 ；R2选自具有取 代基的碳原子数1-10的烷基、碳原子数2-7的烯基、碳原子数7-10的芳烷基中的一种或多 种；n为1-6。
2 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于 ，所述R1中碳原子数1-10的 烷基选自次甲 基 、次乙 基 、丙基 、环己 基 ，例如碳原子数为1-4 的 烷基 ；碳原子数6-10的 芳烷基选自 苯基 、甲 苯基 、二甲 苯基 、苯乙 基 、环己 基苯基 ；所述R2 中碳原子数1-10的烷基选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、环己基，所述烷基可以是链状或环 状，优选为链状烷基；所述碳原子数2-7的烯基选自乙烯基、丙烯基，优选为碳原子数2-4的 烯基；所述碳原子数7-10的芳烷基选自苯基、甲苯基、二甲苯基、苯乙基、环己基苯基。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910005604 .8
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 杉杉新材料（衢州）有限公司 地址 324000 浙江省衢州市柯城区华荫北 路62号
(72)发明人 杨艳茹 大浦靖
(74)专利代理机构 北京科家知识产权代理事务 所(普通合伙) 11427
2
CN 109687024 A
权 利 要 求 书
2/3 页
4 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述腈类化合物在非水电解质溶液中的质量百分比为0 .1％-10％ ，更优选为0 .5％5％。
5 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述添加剂中还包含磺酸酯、硫酸酯、双氟亚磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟 二草酸硼酸锂、双氟二草酸磷酸锂、二氟双(草酸根)合磷酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂中的一种 或 多 种混合添 加剂 ，例如磺酸 酯或 硫酸 酯中的 一 种或 多 种 ，以 及双氟亚磷酸锂 、四 氟 硼酸 锂 、二草酸 硼酸锂 、二氟二草酸 硼酸锂 、双氟二草酸磷酸锂 、二氟 双 (草酸根) 合磷酸锂 、双 (氟磺酰) 亚胺锂中的 一 种或多种 ；优选地 ，所述磺酸酯选自 丙烷磺酸内 酯、丙烯磺酸内 酯、 丁烷磺酸内 酯、甲 烷二磺酸乙 烯酯中的 一 种或多种 ；优选地 ，所述硫酸酯选自 硫酸乙 烯酯、 4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸亚乙酯、4-丙基硫酸亚乙酯、硫酸丙烯酯中的一种或多种。
代理人 陈娟
(51)Int .Cl . H01M 10/0567(2010 .01) H01M 10/0569(2010 .01) H01M 10/0525(2010 .01)
(10)申请公布号 CN 109687024 A (43)申请公布日 2019.04.26
( 54 )发明 名称 一 种兼 顾高 低温优异性能的 高电 压锂离子
权利要求书3页 说明书12页
CN 109687024 A
CN 109687024 A
权 利Leabharlann Baidu要 求 书
1/3 页
1 .一种兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在于，所述兼顾高低 温优异性能的高电 压锂离子非水电 解液包含非水有机溶剂、电 解 质、添 加剂 ，其中 ，所述添 加剂中包含腈类化合物，所述腈类化合物结构如式I所示：
本发明公开了一种兼顾高低温优异性能的 高电压锂离子非水电解液及锂离子电池。所述兼 顾高 低温优异性能的高电 压锂离子非水电 解液 包含非水有机溶剂 、电 解质 、添 加剂 ，其中 ，所述 添加剂中包含腈类化合物，所述腈类化合物结构
为
其中 ，R1为具有取代基
的 碳 原 子 数 1 - 1 0的 烷 基 、碳 原 子 数 6 - 1 0的 芳 烷 基 ；R2选自 具有取代基的 碳原子数1-10的 烷基 、 碳原子数2-7的烯基、碳原子数7-10的芳烷基中 的 一 种或多 种 ；n 为1-6。本发明中的 腈 类化合物 可在电极表面形成涂层，阻止电解液和电极之间 的 反应 ，抑制电 极中的 镍 、锰等过渡金 属离子的 溶出，改善锂离子电池的高温性能。
3 .根据权利要求2所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于 ，所述式I中 ，当n为3时 ，所述式I化合物选自化合物M1、化合物M2、化合物M3、化合物M4、化 合物M5中的一种或几种：
所述式I中 ，当n为4时 ，所述式I化合物选自化合物M6、化合物M7、化合物M8、化合物M9、 化合物M10、化合物M11、化合物M12、化合物M13、化合物M14中的一种或几种：
8 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述电解质为锂盐，优选六氟磷酸锂。
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CN 109687024 A
权 利 要 求 书
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2-四氟乙基2，2，3，3-四氟丙基醚、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙 酸乙 酯、丙酸丙酯、正丁酸乙 酯中的 一 种或多种 ；进一步优选地 ，所述氟代羧酸酯选自氟代 甲酸乙酯、氟代乙酸乙酯、氟代甲酸丙酯、氟代丙酸丙酯、氟代甲酸丁酯、氟代乙酸丁酯中的 一种或多种；进一步优选地，所述环状碳酸酯在非水溶剂中的质量百分含量为10～50％，所 述链状碳酸酯在非水溶剂中的质量百分含量为50～90％。
6 .根据权利要求5所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述添加剂在非水电解质溶液中的质量百分含量为0 .1％-5％。
7 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述非水溶剂选自链状碳酸酯、线状碳酸酯、氟代醚、氟代碳酸酯、羧酸酯、氟代羧酸酯 及它们的混合溶剂 ；优选地 ，所述非水溶剂选自碳酸乙 烯酯、氟代碳酸乙 烯酯、1 ，2-二氟代 碳酸乙烯酯、氟代碳酸二甲酯、氟代碳酸甲乙酯、氟代碳酸二乙酯、二氟代碳酸二乙酯、氟代 碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙烯酯、1，1，2，2-四氟乙基-2，2，3，3-四氟丙基醚、1，1，2，
式I中 ，R1为具有取代基的碳原子数1-10的烷基、碳原子数6-10的芳烷基 ；R2选自具有取 代基的碳原子数1-10的烷基、碳原子数2-7的烯基、碳原子数7-10的芳烷基中的一种或多 种；n为1-6。
2 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于 ，所述R1中碳原子数1-10的 烷基选自次甲 基 、次乙 基 、丙基 、环己 基 ，例如碳原子数为1-4 的 烷基 ；碳原子数6-10的 芳烷基选自 苯基 、甲 苯基 、二甲 苯基 、苯乙 基 、环己 基苯基 ；所述R2 中碳原子数1-10的烷基选自甲基、乙基、正丙基、正丁基、环己基，所述烷基可以是链状或环 状，优选为链状烷基；所述碳原子数2-7的烯基选自乙烯基、丙烯基，优选为碳原子数2-4的 烯基；所述碳原子数7-10的芳烷基选自苯基、甲苯基、二甲苯基、苯乙基、环己基苯基。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910005604 .8
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 杉杉新材料（衢州）有限公司 地址 324000 浙江省衢州市柯城区华荫北 路62号
(72)发明人 杨艳茹 大浦靖
(74)专利代理机构 北京科家知识产权代理事务 所(普通合伙) 11427
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CN 109687024 A
权 利 要 求 书
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4 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述腈类化合物在非水电解质溶液中的质量百分比为0 .1％-10％ ，更优选为0 .5％5％。
5 .根据权利要求1所述的兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在 于，所述添加剂中还包含磺酸酯、硫酸酯、双氟亚磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟 二草酸硼酸锂、双氟二草酸磷酸锂、二氟双(草酸根)合磷酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂中的一种 或 多 种混合添 加剂 ，例如磺酸 酯或 硫酸 酯中的 一 种或 多 种 ，以 及双氟亚磷酸锂 、四 氟 硼酸 锂 、二草酸 硼酸锂 、二氟二草酸 硼酸锂 、双氟二草酸磷酸锂 、二氟 双 (草酸根) 合磷酸锂 、双 (氟磺酰) 亚胺锂中的 一 种或多种 ；优选地 ，所述磺酸酯选自 丙烷磺酸内 酯、丙烯磺酸内 酯、 丁烷磺酸内 酯、甲 烷二磺酸乙 烯酯中的 一 种或多种 ；优选地 ，所述硫酸酯选自 硫酸乙 烯酯、 4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸亚乙酯、4-丙基硫酸亚乙酯、硫酸丙烯酯中的一种或多种。
代理人 陈娟
(51)Int .Cl . H01M 10/0567(2010 .01) H01M 10/0569(2010 .01) H01M 10/0525(2010 .01)
(10)申请公布号 CN 109687024 A (43)申请公布日 2019.04.26
( 54 )发明 名称 一 种兼 顾高 低温优异性能的 高电 压锂离子
权利要求书3页 说明书12页
CN 109687024 A
CN 109687024 A
权 利Leabharlann Baidu要 求 书
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1 .一种兼顾高低温优异性能的高电压锂离子非水电解液，其特征在于，所述兼顾高低 温优异性能的高电 压锂离子非水电 解液包含非水有机溶剂、电 解 质、添 加剂 ，其中 ，所述添 加剂中包含腈类化合物，所述腈类化合物结构如式I所示：