锂离子电池电解液及制备方法、锂离子电池.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010422980.X (22)申请日 2020.05.19 (71)申请人 华南师范大学 地址 511400 广东省广州市番禺区外环西 路378号华南师范大学化学与环境学 院 (72)发明人 李伟善黎元钦王康 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 林青中 (51)Int.Cl. H01M 10/0567(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 锂离子电池电解液及制备方法、 锂离子电池 (57)。

2、摘要 本发明提供一种锂离子电池电解液及其制 备方法、 锂离子电池。 该锂离子电池电解液包括 溶剂、 电解质锂盐和添加剂， 电解质锂盐和添加 剂分散于溶剂中， 添加剂为五氟苯基三乙氧基硅 烷。 五氟苯基三乙氧基硅烷作为添加剂， 不仅能 够先于电解液其他材料被氧化， 并且氧化产物能 够在界面形成一个更为稳定、 内阻更低的膜， 以 抑制电解液的分解； 同时五氟苯基三乙氧基硅烷 还能够有效吸附副产物氟化氢及其电离形成的 氢离子、 氟离子， 防止由该副产物腐蚀导致的活 性物质剥离， 保证电池的长循环稳定性。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 111540954 A 2020.08.14 CN 。

3、111540954 A 1.一种锂离子电池电解液， 其特征在于， 包括溶剂、 电解质锂盐和添加剂， 所述电解质 锂盐和所述添加剂分散于所述溶剂中， 所述添加剂是五氟苯基三乙氧基硅烷。 2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液， 其特征在于， 所述溶剂分散于所述电解质 锂盐形成的分散系与所述添加剂的质量比为100： (0.12)。 3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液， 其特征在于， 所述溶剂是环状碳酸酯和线 型碳酸酯的混合物。 4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液， 其特征在于， 所述环状碳酸酯选自碳酸乙 烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种； 和/或 所述线型碳酸酯选自碳酸二甲酯、 碳酸甲乙。

4、酯、 碳酸甲丙酯、 乙酸乙酯、 丙酸乙酯和碳 酸二乙酯中的至少一种。 5.根据权利要求3或4所述的锂离子电池电解液， 其特征在于， 在所述溶剂中， 所述环状 碳酸酯和所述线型碳酸酯的质量比为(1:1)(1:3)。 6.根据权利要求14任一项所述的锂离子电池电解液， 其特征在于， 所述电解质锂盐 的浓度为0.8mol/L1.2mol/L。 7.根据权利要求14任一项所述的锂离子电池电解液， 其特征在于， 所述电解质锂盐 选自六氟磷酸锂、 四氟硼酸锂、 二氟草酸硼酸锂、 全氟丁基磺酸锂、 三氟甲基磺酸锂、 双(氟 磺酰)亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。 8.一种根据权利要求17任一项所述。

5、的锂离子电池电解液的制备方法， 其特征在于， 包括如下步骤： 将电解质锂盐和添加剂加入溶剂中， 使所述电解质锂盐和所述添加剂在所述溶剂中均 匀分散， 所述添加剂为五氟苯基三乙氧基硅烷。 9.根据权利要求8所述的锂离子电池电解液的制备方法， 其特征在于， 所述溶剂经过纯 化处理， 在所述纯化处理的过程中所使用的纯化材料选自活性炭、 氢化钙、 氢化锂、 无水氧 化钙、 氯化钙、 五氧化二磷、 碱金属和碱土金属中的至少一种。 10.一种锂离子电池， 其特征在于， 包括正极、 负极、 隔膜和电解液； 所述隔膜设置在所 述正极和所述负极之间， 所述电解液浸润所述隔膜， 所述电解液是根据权利要求17任一 。

6、项所述的锂离子电池电解液， 或是根据权利要求8或9所述的锂离子电池电解液的制备方法 制备得到的锂离子电池电解液。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111540954 A 2 锂离子电池电解液及制备方法、 锂离子电池 技术领域 0001 本发明涉及电池技术领域， 具体涉及一种锂离子电池电解液及制备方法、 锂离子 电池。 背景技术 0002 锂离子电池具有高输出电压和长循环寿命的优点， 因而在目前商用的二次电池中 占据主导地位。 并且， 锂离子电池具有多种可供选择的阴极或阳极材料， 这为其提供了性能 改性的空间。 例如， 为了提高能量密度而采用具有较高工作电压(3.7V)的正极材料是一 种被证实。

7、行之有效的手段。 0003 然而对于工作在较高电压的锂离子电池， 传统技术采用的有机碳酸盐基电极液会 发生严重的氧化分解， 难以稳定存在， 并且还会产生严重影响电极材料及电极界面的副产 物氟化氢(HF)。 HF会逐渐腐蚀阴极和集流体， 产生过渡金属离子溶解-迁移-沉积过程， 加速 阳极电解液的分解和锂枝晶的生长。 解决这一问题的其中一种办法是通过添加一种添加剂 来构建阴极间相膜， 将阴极与电解液直接接触分离开来， 与电解液组分相比， 该添加剂在阴 极上优先氧化， 以抑制电解液的分解。 在此基础上， 如何选取合适的添加剂以更为有效地保 护电解液和阴极材料， 仍然有待于进一步研究。 发明内容 00。

8、04 针对上述问题， 本发明提供了一种兼具抑制电解液分解和分解产物HF的功能的锂 离子电池电解液， 避免电极和电解液在高压充放电条件下的恶化， 进而提高锂离子电池在 高压下的充放电循环性能。 0005 该锂离子电池电解液包括溶剂、 电解质锂盐和添加剂， 所述电解质锂盐和所述添 加剂分散于所述溶剂中， 所述添加剂是五氟苯基三乙氧基硅烷。 0006 在其中一个实施例中， 所述溶剂分散于所述电解质锂盐形成的分散系与所述添加 剂的质量比为100： (0.12)。 0007 在其中一个实施例中， 所述溶剂是环状碳酸酯和线型碳酸酯的混合物。 0008 在其中一个实施例中， 所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳。

9、酸丙烯酯中的至少一 种； 和/或 0009 所述线型碳酸酯选自碳酸二甲酯、 碳酸甲乙酯、 碳酸甲丙酯、 乙酸乙酯、 丙酸乙酯 和碳酸二乙酯中的至少一种。 0010 在其中一个实施例中， 在所述溶剂中， 所述环状碳酸酯和所述线型碳酸酯的质量 比为(1:1)(1:3)。 0011 在其中一个实施例中， 所述电解质锂盐的浓度为0.8mol/L1.2mol/L。 0012 在其中一个实施例中， 所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、 四氟硼酸锂、 二氟草酸硼 酸锂、 全氟丁基磺酸锂、 三氟甲基磺酸锂、 双(氟磺酰)亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的 至少一种。 说明书 1/7 页 3 CN 111540954 。

10、A 3 0013 另一方面， 本发明还提供了一种上述锂离子电池电解液的制备方法， 包括如下步 骤： 将电解质锂盐和添加剂加入溶剂中， 使所述电解质锂盐和所述添加剂在所述溶剂中均 匀分散， 所述添加剂为五氟苯基三乙氧基硅烷。 0014 在其中一个实施例中， 所述溶剂经过纯化处理， 在所述纯化处理的过程中所使用 的纯化材料选自活性炭、 氢化钙、 氢化锂、 无水氧化钙、 氯化钙、 五氧化二磷、 碱金属和碱土 金属中的至少一种。 0015 在其中一个实施例中， 制备过程中所述溶剂的温度为2025。 0016 再一方面， 一种锂离子电池， 其包括正极、 负极、 隔膜和电解液； 所述隔膜接触设置 在所述正。

11、极和所述负极之间， 所述电解液浸润所述隔膜， 所述电解液是根据上述任一实施 例所述的锂离子电池电解液， 或是根据上述任一实施例所述的锂离子电池电解液的制备方 法制备得到的锂离子电池电解液。 0017 上述锂离子电池电解液以如上所示的有机物为添加剂， 具有如下优点： 0018 (1)五氟苯基三乙氧基硅烷均匀分布于电解液中， 在电极电压较高时， 该添加剂会 先于电解液中的其他材料被氧化， 并且氧化产物能够形成一个更加稳定的固态CEI膜， 该膜 能够进一步抑制电解液的分解、 减缓过渡金属离子溶解-迁移-沉积的过程； 并且， 氟原子还 能够增强CEI膜的离子导电性。 0019 (2五氟苯基三乙氧基硅烷。

12、中的硅原子对锂离子电池电解液在高压充放电过程中 产生的副产物HF及其电离形成的氢离子、 氟离子具有有效的吸附作用， 可有效络合上述分 子或离子， 防止由该副产物腐蚀导致的活性物质剥离或晶体结构被破坏， 保证电池的长循 环稳定性。 附图说明 0020 图1是试验例1、 2、 5与对比例1制备的扣式电池长循环稳定性测试结果； 0021 图2是试验例3与对比例2制备的软包电池的长循环稳定性测试结果； 0022 图3是试验例5与对比例3对应的锂离子电池循环过后的正负极表面SEM形貌示意 图； 0023 图4是试验例2与对比例1制备的锂离子电池的电解液中溶出离子测试结果示意 图； 0024 图5是添加剂。

13、五氟苯基三乙氧基硅烷与各溶剂成分对氟化氢、 氢离子和氟离子的 结合能示意图。 具体实施方式 0025 为了便于理解本发明， 下面将结合实施方式和效果图对本发明进行更全面的描 述。 实施例给出了本发明的较佳实施方式。 但是， 本发明可以以许多不同的形式来实现， 并 不限于本文所描述的实施例。 相反地， 提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的 理解更加透彻全面。 0026 除非另有定义， 本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施例的目的， 不是旨在于限制本发明。 本文所使用的术语 “和。

14、/或” 包括一个或多个相 说明书 2/7 页 4 CN 111540954 A 4 关的所列项目的任意的和所有的组合。 本文所述的 “多” 代表两个和两个以上的项目。 0027 一种锂离子电池电解液， 其包括溶剂、 电解质锂盐和添加剂， 电解质锂盐和添加剂 分散于溶剂中， 添加剂是五氟苯基三乙氧基硅烷， 其结构式为 0028 其中， 按照溶剂和电解质锂盐的质量之和为100计算， 添加剂的含量为0.1 2。 0029 可选地， 按照溶剂和电解质锂盐的质量之和为100计算， 添加剂的含量为0.5 2。 例如0.5、 0.6、 0.8、 1、 1.2、 1.4、 1.6、 1.8或2。 添加剂的量不。

15、宜过 高， 否则可能会导致其生成的膜过于厚， 阻抗增大， 循环性能变差。 作为一个优选的具体示 例， 添加剂的含量在10.5的范围内。 0030 上述五氟苯基三乙氧基硅烷至少可通过如下作用最终提高锂离子电池的实际充 放电性能。 0031 一方面， 该物质可以作为高压锂离子电池电解液中的成膜添加剂， 即在电池高压 充放电的过程中， 该物质能够先于电解液成分被氧化， 由此抑制电解液的分解， 并且其氧化 后的产物能够在电极表面上形成更为稳定的CEI膜， 保护电极材料。 不仅如此， 该物质的氧 化产物参与形成CEI膜的阻抗较低， 氧化后产物存在于电解质和电极材料之间的界面， 能够 降低电池内部的阻抗，。

16、 避免了传统的溶剂或添加剂氧化后产物成膜使电池阻抗升高的问 题， 改善电池的倍率性能。 0032 另一方面， 该物质还可以作为氟化氢吸附剂。 本发明经过理论模拟计算证明了该 类物质对于氟化氢分子、 氟离子和氢离子的有效吸附作用， 说明其还能够很好地减弱氟化 氢对电池内部， 尤其是含有过渡金属元素的材料的腐蚀作用， 防止过渡金属元素溶出至电 解液中并穿梭至负极被还原为金属单质， 因此实际上相当于还起到了稳定电极/电解液界 面、 降低电池内阻的作用。 0033 应当理解， 作为一种优选的物质， 其对于氟化氢分子、 氟离子和氢离子的吸附作用 受该物质整体结构的影响， 更准确地说， 其中的硅原子能够起。

17、到吸附氟化氢的作用， 同时其 结构中包含的氟苯基和烷氧基增强了硅原子的吸附作用。 0034 作为该实施例的一个具体示例， 溶剂是环状碳酸酯和线型碳酸酯。 其中， 环状碳酸 酯指的是分子结构式中包括碳环的碳酸酯类， 例如， 碳酸乙烯酯、 碳酸丙烯酯等； 线型碳酸 酯指的是分子结构式中是直链碳链或含有支链的直链碳链的碳酸酯类分子， 例如碳酸二甲 酯、 碳酸甲乙酯、 碳酸甲丙酯、 乙酸乙酯、 丙酸乙酯和碳酸二乙酯。 0035 溶剂作为电解液整体的分散剂， 用于溶解电解质锂盐和添加剂。 电解质锂盐在溶 剂中电离并形成可自由移动的离子， 添加剂则可在电池高压充放电循环过程中逐渐释放氧 化， 并参与CEI。

18、膜的形成。 因此， 为了保证溶剂整体的介电常数和粘度， 可选择合适的环状碳 酸酯溶剂和线性碳酸酯溶剂的质量配比。 例如， 在本实施例提供的一个具体示例中， 环状碳 酸酯溶剂和线性碳酸酯溶剂的质量比为(1:1)(1:3)。 0036 在该实施例的电解液中， 电解质锂盐的浓度也会对溶剂的粘度和最终凝胶电解质 说明书 3/7 页 5 CN 111540954 A 5 的离子电导率产生影响。 作为该实施例的一个具体示例， 电解质锂盐在溶剂中的浓度为 0.8mol/L1.2mol/L。 例如， 电解质锂盐的浓度为0.8mol/L、 0.9mol/L、 1mol/L、 1.1mol/L和 1.2mol/L。

19、。 0037 作为本实施例的一个具体示例， 电解质锂盐的材料可选自六氟磷酸锂、 四氟硼酸 锂、 二草酸硼酸锂、 二氟草酸硼酸锂、 全氟丁基磺酸锂、 三氟甲基磺酸锂、 双(氟磺酰)亚胺锂 和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。 电解质锂盐的材料对电解液的离子电导率以及其 对应生成的CEI膜的材料均会产生影响， 选择合适的材料能够和添加剂之间产生更好的配 合， 以获得更好的电池性能。 优选地， 电解质锂盐的材料是六氟磷酸锂。 0038 根据本发明的一个实施例， 其还提供了如上所述的锂离子电池电解液的制备方 法， 其包括如下步骤： 将电解质锂盐加入经过纯化后的溶剂中， 再加入添加剂五氟苯基三乙 氧基硅。

20、烷， 使电解质锂盐和添加剂在溶剂中均匀分散， 制备过程中溶剂的温度为-2080 。 0039 其中， 温度对电解质锂盐和添加剂的溶解性能和活性具有一定的影响。 作为一个 优选的具体示例， 在制备过程中溶剂的温度为2025。 0040 其中， 作为一个优选的具体示例， 溶剂需要经过纯化处理， 以去除可能残留于溶剂 中的杂质和水分。 纯化处理的过程中所使用的纯化材料选自活性炭、 氢化钙、 氢化锂、 无水 氧化钙、 氯化钙、 五氧化二磷、 碱金属和碱土金属中的至少一种。 0041 同时， 可以理解地， 在制备该电解液的过程中， 应当控制电解质锂盐和添加剂的含 量。 作为其中一个具体示例， 电解质锂盐。

21、的浓度为0.8mol/L1.2mol/L， 例如， 电解质锂盐 的浓度为0.8mol/L、 0.9mol/L、 1mol/L、 1.1mol/L和1.2mol/L。 并且， 进一步可选地， 按照溶 剂和电解质锂盐的质量之和为100计算， 添加剂的含量为0.12， 例如0.5、 0.6、 0.8、 1、 1.2、 1.4、 1.6、 1.8或2。 0042 再一方面， 本发明的其中一个实施例还提供了一种包括上述电解液的锂离子电 池， 该锂离子电池包括正极、 负极、 隔膜和电解液； 电解液为上述实施例提供的电解液， 或是 根据上述实施例提供的电解液的制备方法制备得到的电解液。 0043 其中， 可。

22、选地， 其正极的活性物质选自钴酸锂、 镍锰酸锂、 层状镍钴锰酸锂、 镍钴铝 酸锂、 磷酸铁锂、 磷酸铁锰锂、 锰酸锂和镍酸锂中的至少一种； 优选地， 其正极活性物质为高 压正极材料镍锰酸锂。 其负极的活性物质可由人工石墨、 天然石墨、 中间相碳微球、 石油焦、 钛酸锂和金属锂中的至少一种材料制备。 作为其中一个具体示例， 其负极的活性物质是金 属锂。 隔膜可选自技术人员常用的多孔高分子隔膜， 例如聚丙烯(PP)隔膜， 在此不予赘述。 0044 为了便于理解所述实施方式内容， 对该锂离子电池电解液及其制备方法、 锂离子 电池作进一步详细的说明， 以下为根据上述实施例而进行的较为优选的、 易于实现。

23、的具体 试验例和对比例。 根据下述各试验例和对比例的效果测试， 本发明的优越性将显而易见。 0045 如无特殊说明， 以下所用原材料均可从市场常规购得。 0046 试验例1 0047 (1)将经氢化锂纯化处理后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0048 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 说明书 4/7 页 6 CN 111540954 A 6 0049 (3)向上述。

24、六氟磷酸锂溶液中加入五氟苯三乙氧基硅烷， 以该溶剂和六氟磷酸锂 的质量之和为100计算， 加入的五氟苯三乙氧基硅烷的质量占比为0.5； 0050 (4)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 金属锂作为负极材料； 选用PP隔膜， 并注入适量该电解液， 组装扣式电池。 0051 试验例2 0052 (1)将经氢化锂纯化处理后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0053 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸。

25、锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0054 (3)向上述六氟磷酸锂溶液中加入五氟苯三乙氧基硅烷， 以该溶剂和六氟磷酸锂 的质量之和为100计算， 加入的五氟苯三乙氧基硅烷的质量占比为1； 0055 (4)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 金属锂作为负极材料； 选用PP隔膜， 并注入适量该电解液， 组装扣式电池。 0056 试验例3 0057 (1)将经氢化锂纯化处理后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合，。

26、 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0058 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0059 (3)向上述六氟磷酸锂溶液中加入五氟苯三乙氧基硅烷， 以该溶剂和六氟磷酸锂 的质量之和为100计算， 加入的五氟苯三乙氧基硅烷的质量占比为1； 0060 (4)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 石墨作为负极活性物质， 负极集流体采用铜箔； 选用PP隔膜， 并注入适量该电解液， 组装软包电池。 006。

27、1 试验例4 0062 (1)将经氢化锂纯化处理后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0063 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0064 (3)向上述六氟磷酸锂溶液中加入五氟苯三乙氧基硅烷， 以该溶剂和六氟磷酸锂 的质量之和为100计算， 加入的五氟苯三乙氧基硅烷的质量占比为1.5； 0065 (4)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为。

28、正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 金属锂作为负极材料； 选用PP隔膜， 并注入适量该电解液， 组装扣式电池。 0066 试验例5 0067 (1)将经氢化锂纯化处理后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0068 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0069 (3)向上述六氟磷酸锂溶液中加入五氟苯三乙氧基硅烷， 以该溶剂和六氟磷酸锂 的质量之和为100计算， 加入的。

29、五氟苯三乙氧基硅烷的质量占比为2； 说明书 5/7 页 7 CN 111540954 A 7 0070 (4)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 金属锂作为负极材料； 选用PP隔膜， 并注入适量该电解液， 组装扣式电池。 0071 试验例6 0072 将试验例2所组装的锂离子电池在高压(4.9V)下进行充放电循环后， 拆开回收正 负极片， 并对其进行SEM测试。 0073 试验例7 0074 将试验例2所组装的锂离子电池在高压(4.9V)下活化循环4圈后， 测试镍离子、 锰 离子和铝离子的溶出量。 0075 对比例1 007。

30、6 (1)将经氢化锂纯化处理后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0077 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0078 (3)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 金属锂作为负极材料； 选用PP隔膜， 并注入适量该六氟磷酸锂溶液， 组装扣式电池。 0079 对比例2 0080 (1)将经氢化锂纯化处理。

31、后的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0081 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0082 (3)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 石墨作为负极活性物质， 负极集流体采用铜箔； 选用PP隔膜， 并注入适量该六氟磷 酸锂溶液， 组装软包电池。 0083 对比例3 0084 (1)将经氢化锂纯化处理后。

32、的环状碳酸酯溶剂碳酸乙烯酯与线型碳酸酯溶剂碳酸 甲乙酯和碳酸二乙酯以3:5:2的质量比混合， 充分搅拌使其混合均匀后， 作为溶剂； 0085 (2)在25的温度条件下， 向步骤(1)得到的混合溶剂中加入六氟磷酸锂， 使得六 氟磷酸锂在溶液中的浓度为1.0mol/L， 搅拌使其充分溶解， 配置六氟磷酸锂溶液； 0086 (3)向上述六氟磷酸锂溶液中加入五氟苯三乙氧基硅烷， 以该溶剂和六氟磷酸锂 的质量之和为100计算， 加入的五氟苯三乙氧基硅烷的质量占比为5； 0087 (4)采用尖晶石镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4， LNMO)作为正极活性物质， 正极集流体采 用铝箔； 金属锂作为负极。

33、材料； 选用PP隔膜， 并注入适量该电解液， 组装扣式电池。 0088 对比例4 0089 将对比例1所组装的锂离子电池在高压(4.9V)下进行充放电循环后， 拆开回收正 负极片， 并对其进行SEM测试。 0090 对比例5 0091 将对比例1所组装的锂离子电池在高压(4.9V)下活化循环4圈后， 测试镍离子、 锰 离子和铝离子的溶出量。 0092 请同时参照下图1， 试验例2和对比例1组装的锂离子电池在倍率为1C的放电条件 说明书 6/7 页 8 CN 111540954 A 8 下循环400圈后的比容量和循环效率对比图； 可以看到电池的首次库伦效率得到提高， 这应 该得益于电解液添加剂在。

34、首次充放电过程中的预氧化， 一定程度上降低了电池的内阻， 抑 制电解液的分解， 使得电池活性物质放电更为充分。 不仅如此， 经过400次循环后， 试验例2 的容量保持率为85， 而对比例1的电池的容量保持率仅有28； 试验例2的容量保持率显 著高于对比例1， 这应该得益于该添加剂形成的更具保护性的CEI膜以及其对HF及H+、 F-的吸 附， 有效稳定了电池内部结构、 抑制了电解液的分解以及保护了电极活性物质的结构。 同 时， 图2示出的是试验例3和对比例2组装的软包电池的循环测试性能； 软包电池中的电极活 性物质载量显著较高， 可以看出， 添加了电解液添加剂的电解液降低了电池的放电比容量 衰减。

35、率。 0093 图3为试验例6和对比例4进行的SEM测试的形貌图； 其中， a-c为镍锰酸锂正极SEM 图， d-f为石墨负极SEM图； a、 d为未参与充放电的极片表面； b、 e为对比例4测试的充放电后 的极片表面； c、 f为试验例6测试的充放电基片表面。 与未参与充放电的镍锰酸锂和石墨电 极相比， 循环后的极片表面都有不同程度的分解产物沉积。 对比例4的正负极表面均出现大 量的电解液分解产物沉积， 而试验例6的电极表面相对光滑， 而且材料结构保持比较完整。 从结果可以看出， 电解液中加入五氟苯三乙氧基硅烷用于镍锰酸锂/石墨软包全电池， 能够 在电极表面形成致密且稳定的钝化层， 在高压条。

36、件下抑制电解液的分解， 更好地保护材料。 0094 图4为试验例7和对比例5测试的镍离子、 锰离子和铝离子在各自电解液中的溶出 程度对比； 容易发现在试验例7和对比例5所对应的电池中， 上述例子的溶出程度差异显著， 说明添加剂的加入对于上述离子的溶出具有显著的抑制效果。 0095 图5为添加剂五氟苯基三乙氧基硅烷(TPS)、 碳酸乙烯酯(EC)、 碳酸甲乙酯(EMC)和 碳酸二乙酯(DEC)分别对氟化氢(HF)、 氢离子(H+)和氟离子(F-)的结合能。 其中， E表示结 合能， 结合能越高， 则认为二者之间越倾向吸附且结合力越强。 其中， 图5a为上述四种物质 对氟化氢的结合能， 图5b为上。

37、述四种物质对氢离子的结合能， 图5c为上述四种物质对氟离 子的结合能； 在每个图中从左至右依次对应于五氟苯基三乙氧基硅烷、 碳酸乙烯酯、 碳酸甲 乙酯和碳酸二乙酯四种物质。 请注意a、 b、 c三图中最左侧， 其为TPS对HF、 H+和F-的结合及结 合效果示意图， 可以发现其各结合能均显著高于其他三种物质。 0096 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合， 为使描述简洁， 未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述， 然而， 只要这些技术特征的组合不存 在矛盾， 都应当认为是本说明书记载的范围。 0097 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员来 说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保护 范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 7/7 页 9 CN 111540954 A 9 图1 图2 说明书附图 1/3 页 10 CN 111540954 A 10 图3 图4 说明书附图 2/3 页 11 CN 111540954 A 11 图5 说明书附图 3/3 页 12 CN 111540954 A 12 。