電解液以及包括該電解液的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種電解液以及包括該電解液的鋰 離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，對鋰離子電池的續(xù)航能力提出了更高的要求， 其中決定鋰離子電池續(xù)航能力的主要因素是電池容量，相應(yīng)地，人們對鋰離子電池的能量 密度也提出了更高的要求，為了提高鋰離子電池的能量密度，開發(fā)高電壓鋰離子電池是有 效的方法之一。然而隨著電壓的提高，會加速電解液中的水分與電解液中的其它成分的反 應(yīng)，還會產(chǎn)生氫氟酸(HF)，會降低鋰離子電池的循環(huán)等性能，嚴(yán)重影響了鋰離子電池性能。
[0003] 另外，在專利申請CN200910261106.6、CN201110441897.8、CN201410215791.X、 CN201410736551.4以及CN201010109085.9中，均選用了六甲基二硅氮烷或者七甲基二硅氮 烷來提高鋰離子電池的儲存穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性。雖然這些鏈狀的硅氮烷在一定程度上能 夠提高鋰離電池的儲存穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)性性，但是由于這些鏈狀的硅氮烷會參與位于陽極 表面的固體電解質(zhì)界面(SEI)膜的形成，使得形成的SEI膜并不穩(wěn)定，繼而造成鋰離子電池 的倍率等性能下降，并且還會進(jìn)一步造成鋰離子電池循環(huán)性能的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述問題，本申請人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):包括環(huán)三硅氮烷化合物 以及具有醚鍵的二腈化合物的電解液，不僅能夠提高鋰離子電池在高電壓下的循環(huán)性能、 倍率性能和高溫存儲性能，而且提高了鋰離子電池的安全性能，從而完成本申請。
[0005] 本申請的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑，所述添加劑包 括環(huán)三硅氮烷化合物以及具有醚鍵的二腈化合物，
[0006] 所述環(huán)三硅氮烷化合物的結(jié)構(gòu)式如下述式（1)所示：
[0007] 式
[0008] 其中，RhR^R3各自獨立地為選自氫原子、碳原子數(shù)為1~10的烷基中的一種，R4、 尺 5、1?6、1?7、1?8、1?9各自獨立地為選自氫原子、碳原子數(shù)為1~1〇的烷基、碳原子數(shù)為1~1〇的烷 氧基、碳原子數(shù)為1~10的烷胺基、以及上述碳原子數(shù)為1~10的烷基、碳原子數(shù)為1~10的 烷氧基被鹵原子取代所形成的基團(tuán)中的一種，其中，鹵原子為F、Cl、Br，
[0009] 所述具有醚鍵的二腈化合物的結(jié)構(gòu)式如下述式(2)所示：
[0010] 式（.2)，
[0011]其中，R1Q、Rn、R12各自獨立地為選自碳原子數(shù)為1~5的亞烷基、碳原子數(shù)為2~5的 亞烯基，m為1~5的整數(shù)。
[0012] 本申請的另一目的在于提供一種鋰離子電池，包括含有正極活性材料的正極片、 含有負(fù)極活性材料的負(fù)極片、鋰電池隔膜和本申請?zhí)峁┑碾娊庖骸?br>[0013] 本申請?zhí)峁┑碾娊庖海粌H有利于改善鋰離子電池在高電壓下的循環(huán)性能、倍率 性能和高溫存儲性能，而且還提高了鋰離子電池的安全性能。
【具體實施方式】
[0014] 下面通過對本申請進(jìn)行詳細(xì)說明，本申請的特點和優(yōu)點將隨著這些說明而變得更 為清楚、明確。
[0015] 本申請的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機(jī)溶劑和添加劑，所述添加劑包 括環(huán)三硅氮烷化合物以及具有醚鍵的二腈化合物。
[0016] 在上述電解液中，所述環(huán)三硅氮烷化合物的結(jié)構(gòu)式如下述式(1)所示：
[0017] 式（1)，
[0018] 其中，RhR^R3各自獨立地為選自氫原子、碳原子數(shù)為1~10的烷基中的一種，R4、 尺5、1? 6、辦、1?8、1?9各自獨立地為選自氫原子、碳原子數(shù)為1~10的烷基、碳原子數(shù)為1~10的烷 氧基、碳原子數(shù)為1~10的烷胺基、以及上述碳原子數(shù)為1~10的烷基、碳原子數(shù)為1~10的 烷氧基被鹵原子取代所形成的基團(tuán)中的一種，其中，鹵原子為F、Cl、Br。
[0019] 在上述式1中，優(yōu)選地，R1U3均為相同的基團(tuán)，r4、r6、r 8為相同的基團(tuán)或者是r5、 R7、R9為相同的基團(tuán)，此外，1?4、1?5、1?6、1?7、1? 8、1?9中的至少一個為碳原子數(shù)為1~10的烷胺基。當(dāng) 氨基(-NH2)中氫原子被烷基部分或全部取代而形成烷胺基。
[0020] 碳原子數(shù)為1~10的烷基，鏈狀烷基和環(huán)烷基均可，鏈狀烷基還可包括直鏈烷基和 支鏈烷基，鏈狀烷基上的氫還可被環(huán)烷基所取代。所述烷基的碳原子數(shù)的優(yōu)選的下限值可 為1、2、3、5，優(yōu)選的上限值可為3、4、5、6、7、8、9。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~6的鏈狀烷基， 碳原子數(shù)為3~6的環(huán)烷基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的鏈狀烷基，碳原子數(shù)為 5~6的環(huán)烷基。
[0021] 作為烷基的實例，具體可以舉出：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲 丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、叔戊基、新戊基、環(huán)戊基、2,2_二甲基丙基、1-甲基丁基、正己 基、異己基、3-己基、環(huán)己基、2-甲基戊基、1，1，2-三甲基丙基、3,3_二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、異庚基、環(huán)庚基、正辛基、環(huán)辛基、壬基、癸基。
[0022]碳原子數(shù)為1~10的烷氧基，與氧鍵合的烷基可為鏈狀烷基，也可為環(huán)烷基，鏈狀 烷基上的氫還可被環(huán)烷基所取代，優(yōu)選上述所提到的碳原子數(shù)為1~10的烷基與氧進(jìn)行鍵 合形成烷氧基。烷氧基的碳原子數(shù)的優(yōu)選的下限值可為1、3、5,碳原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可 為3、5、6、7、8、9。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~6的烷氧基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1 ~3的鏈狀烷氧基、碳原子數(shù)為3~6的環(huán)烷基氧基。
[0023] 作為烷氧基實例，具體可以舉出：甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、 仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、叔戊氧基、新戊氧基、1-甲基丁基氧基、正己氧 基、異己氧基、1，1，2_三甲基丙氧基、正庚基氧基、正辛基氧基、環(huán)戊氧基、環(huán)己氧基、環(huán)庚氧 基、環(huán)辛氧基。
[0024]氨基(-NH2)中的氫原子被烷基部分或全部取代而形成烷胺基。烷胺基的碳原子數(shù) 的優(yōu)選的下限值可為1、3、5,碳原子數(shù)的優(yōu)選的上限值可為3、5、6、7、8、9。優(yōu)選地，選擇碳原 子數(shù)為1~6的烷胺基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~3的烷胺基。
[0025]作為烷胺基實例，具體可以舉出：甲胺基（-NHCH3)、二甲基胺基（_N(CH3) 2)、乙胺 基、二乙基胺基、甲基乙基胺基、正丙胺基、異丙胺基、正丁基胺基、仲丁基胺基、叔丁基胺 基、正戊基胺基、異戊基胺基、新戊基胺基、2,3_二甲基丙基胺基、1-乙基丙基胺基、1-甲基 丁基胺基、正己基胺基、異己基胺基、I，1，2-三甲基丙基胺基、正庚基胺基、正辛基胺基。 [0026]作為環(huán)三硅氮烷化合物的實例，具體如下所示：
[0027] 2,2,4,4,6,6_ 六甲基 _[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0028] 2,2,4,4,6,6_ 六乙基 _[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0029] 2,2,4,4,6,6_ 六丙基 _[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0030] 1，2,3,4,5,6-六甲基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0031] 1，2,3,4,5,6-六乙基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0032] 1，2,3,4,5,6-六丙基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0033] 1，3,5，1^，N〃-六甲基_2,4,6_三甲胺基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0034] 1，3,5，1^，N〃-六乙基_2,4,6_三甲胺基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0035] 1，3,5，1^，N〃-六丙基_2,4,6_三甲胺基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0036] 1，3,5，1^，N〃-六甲基_2,4,6_三乙胺基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0037] 2,2,4,4,6,6_ 六甲氧基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷、
[0038] 2,2,4,4,6,6_ 六(氟代甲基)-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷。
[0039]其中，部分環(huán)三硅氮烷化合物的結(jié)構(gòu)式如下所示：
[0040]
[0041] 2,2,4,4,6,6_六甲基_[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷(簡稱為厶·);
[0042]
[0043] 1，2,3,4,5,6-六甲基-[1，3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷(簡稱為厶吧）；
[0044]
[0045] υ,δ,Ν,Υ，N〃六甲基-2,