锂离子电池电解液的添加剂、电解液及锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种锂离子电池电解液的添加剂、电解液及锂离子电池。

背景技术：

1、近年来，随着电子技术的不断发展，人们对用于支持电子设备的能源供应的电池装置的需求也在不断增加。现如今，需要能够存储更多电量且能够输出高功率的电池。传统铅酸电池以及镍氢电池等已经不能满足诸如智能手机的移动设备和诸如蓄电系统等固定设备的新的电子制品的需求。因此，锂离子电池引起了人们的广泛关注。在对锂离子电池的开发过程中，已经较为有效地提高了其容量和性能。

2、锂离子电池包括正极、负极和电解液。锂离子电池的电解液添加剂对于电池整体性能有着重要的影响。已经对锂离子电池的电解液添加剂进行了研究。在锂离子电池的电解液中使用添加剂可能有利于改善电池的容量或循环性能，但也有可能导致电池的阻抗增加。

3、因此，仍然有必要研发具有改进的循环性能和循环阻抗的电解液添加剂、电解液及锂离子电池。

4、此外，现有技术尚无将烷基二胺四乙酸二酐及其衍生物用作电解液添加剂的报道。例如，在日本专利jp3977970b2中提及，将乙二胺四乙酸二酐（edtaa）作为负极添加剂直接涂布在集流体表面，能有效抑制电池的产气，但在该专利中可以看到在加入edtaa添加剂后电池cv过程的库伦效率并没有如其发明人预想的接近100%，甚至表现出比标准样品更差的性能，且该专利中未提到edtaa对实际电池的性能的改进。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种锂离子电池电解液的添加剂、电解液及锂离子电池，以解决现有技术中锂离子电池循环性能和循环阻抗差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种用于锂离子电池电解液的添加剂，包含具有式（1）的结构的化合物

3、（1）

4、其中，r为取代或未取代的直链或支链c1-6烃基。

5、进一步地，在式（1）中，r为未取代的直链或支链c1-6烷基。

6、进一步地，具有式（1）的结构的化合物为甲二胺四乙酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、丙二胺四乙酸二酐、丁二胺四乙酸二酐、戊二胺四乙酸二酐、己二胺四乙酸二酐、4,4'-(丙-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(丁-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(戊-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(己-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(丁-2,3-二基)双(吗啉-2,6-二酮)或4,4'-(己-3,4-二基)双(吗啉-2,6-二酮)。

7、为了实现上述目的，本发明另一个方面还提供了一种用于锂离子电池的电解液，包含上述方面的添加剂、有机溶剂和锂盐。

8、进一步地，基于电解液的总质量，添加剂的量为0.005wt%-0.5wt%。

9、进一步地，有机溶剂包括环状碳酸酯、线性碳酸酯、或其任意组合。

10、进一步地，锂盐选自由六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、或它们的组合组成的组。

11、本发明的又一方面提供了一种锂离子二次电池，包括：正极片，负极片，隔膜，以及上述方面的电解液。

12、进一步地，正极片包含三元或钴酸锂正极材料。

13、进一步地，负极片包含石墨或硅碳负极材料。

14、应用本发明的技术方案，使用式（1）的化合物作为锂离子电池的电解液添加剂，能够在电池循环过程中保护正极，实现提升电池首圈及循环放电容量，抑制电池阻抗上升，提高放电平台。在式（1）的化合物中，酸酐结构能在正极表面形成稳定cei膜，去除循环过程中电解液产生的h2o以及hf对正极带来的负面影响；链状结构的烷基二胺四乙酸二酐及其衍生物作为电解液添加剂添加至电解液当中，能有效抑制电池阻抗上升，且电池能表现出更优的循环性能、更好的循环容量以及容量保持率，并且在循环后表现更小的阻抗，循环后在大倍率下放电也能放更高的容量。

1.一种用于锂离子电池电解液的添加剂，其特征在于，所述添加剂包含具有式（1）的结构的化合物

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，在式（1）中，r为未取代的直链或支链c1-6烷基。

3.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述具有式（1）的结构的化合物为甲二胺四乙酸二酐、乙二胺四乙酸二酐、丙二胺四乙酸二酐、丁二胺四乙酸二酐、戊二胺四乙酸二酐、己二胺四乙酸二酐、4,4'-(丙-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(丁-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(戊-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(己-1,2-二基)双(吗啉-2,6-二酮)、4,4'-(丁-2,3-二基)双(吗啉-2,6-二酮)或4,4'-(己-3,4-二基)双(吗啉-2,6-二酮)。

4.一种用于锂离子电池的电解液，其特征在于，所述电解液包含权利要求1-3中任一项所述的添加剂、有机溶剂和锂盐。

5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述添加剂的量为0.005wt%-0.5wt%。

6.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环状碳酸酯、线性碳酸酯、或其任意组合。

7.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自由六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、或它们的组合组成的组。

8.一种锂离子二次电池，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述正极片包含三元或钴酸锂正极材料。

10.根据权利要求8或9所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述负极片包含石墨或硅碳负极材料。