本發(fā)明涉及鋰離子電池，尤其涉及一種化合物、其制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著電化學(xué)裝置，例如鋰離子電池在各類電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，用戶對于電池的循環(huán)性能也提出了越來越高的要求。

2、lipf6電解質(zhì)鹽由于具有高的離子電導(dǎo)率和優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于商業(yè)化的鋰離子電池，但是，其在有機溶劑中的穩(wěn)定性較差，水解產(chǎn)生的pof3、pf5、hf等高活性酸性物質(zhì)將會造成固體電解質(zhì)界面(sei)/正極電解質(zhì)界面(cei)不可挽回地破壞，致使電池內(nèi)部阻抗急劇增加、電芯跳水。目前現(xiàn)有技術(shù)一般通過在電解液中添加添加劑提高界面穩(wěn)定性，但是其對電池性能的提高作用有限。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種化合物、其制備方法及其應(yīng)用，本申請?zhí)峁┑幕衔镒鳛樘砑觿┨砑拥戒囯x子電池電解液中，可快速兼容電極-電解液界面，平衡電芯內(nèi)部各方面特性，放大除水除酸效果，促進其穩(wěn)定cei/sei性質(zhì)，從而降低及穩(wěn)定電芯內(nèi)部阻抗變化，提升電芯性能。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N式(i)所示化合物：

3、

4、其中，r1、r2和r3獨立地選自烷基或至少一個取代基取代的烷基、烯基或至少一個取代基取代的烯基、炔基或至少一個取代基取代的炔基、酯基或至少一個取代基取代的酯基、烷基氨基或至少一個取代基取代的烷基氨基、含氮雜環(huán)基或至少一個取代基取代的含氮雜環(huán)基、磷酸酯基或至少一個取代基取代的磷酸酯基、硼酸酯基或至少一個取代基取代的硼酸酯基、磺酸酯基或至少一個取代基取代的磺酸酯基、烷基氨基羰基或至少一個取代基取代的烷基氨基羰基、烷基基或至少一個取代基取代的酮基；

5、所述取代基獨立地選自鹵素、烷基、烯基、炔基、烷基硅基或烷基硅氧基。

6、在一些具體的實現(xiàn)方式中，r1、r2和r3不同時為烷基。

7、在一些具體的實現(xiàn)方式中，r1、r2和r3獨立地選自烷基、炔基、鹵素取代的烷基、烷基硅氧基取代的烷基、烷基硅基取代的磷酸酯基、烷基硅基取代的硼酸酯基或惡唑烷酮基。

8、在一些具體的實現(xiàn)方式中，所述化合物具有rc-1～rc-9所述的結(jié)構(gòu)：

9、

10、本申請還提供了一種電解液添加劑，包括上述技術(shù)方案所述的化合物。

11、在一些具體的實現(xiàn)方式中，所述電解液添加劑還包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、硫酸乙烯酯、碳酸二苯酯、碳酸甲苯酯、丙烯酸腈、丁二酸酐、丁二腈和己二腈中的一種或多種。

12、在一些具體的實現(xiàn)方式中，所述電解液添加劑包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亞乙烯酯；

13、所述化合物、碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的質(zhì)量比為0.1～3:0.5～1.5:0.5～1.5。

14、本申請還提供了一種電解液，包括電解質(zhì)、溶劑和上述技術(shù)方案所述的添加劑。

15、在一些具體的實現(xiàn)方式中，所述電解質(zhì)的質(zhì)量濃度為5wt％～20wt％；

16、所述添加劑的添加量為電解質(zhì)和溶劑總量的0.5wt％～5wt％。

17、本申請還提供了一種電池，包括上述技術(shù)方案所述的電解液。

18、本申請?zhí)峁┑幕衔镌诒璠4]芳烴結(jié)構(gòu)上引入硅基結(jié)構(gòu)，借助其兩親化合物的特性快速兼容電極-電解液界面，平衡電芯內(nèi)部各方面特性，放大除水除酸效果，促進其穩(wěn)定cei/sei性質(zhì)，穩(wěn)固正極材料結(jié)構(gòu)，從而降低及穩(wěn)定電芯內(nèi)部阻抗變化，提升電芯性能。實驗結(jié)果表明，本申請?zhí)峁┑幕衔锾砑拥诫娊庖褐泻螅啾缺璠4]芳烴和硅基化合物作為添加劑，提高了電池的首效，顯著降低了sei界面電阻，提高了倍率保持率。

技術(shù)特征：

1.式(i)所示化合物：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，r1、r2和r3不同時為烷基。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，r1、r2和r3獨立地選自烷基、炔基、鹵素取代的烷基、烷基硅氧基取代的磷酸酯基、烷基硅基取代的磷酸酯基、烷基硅基取代的硼酸酯基或惡唑烷酮基。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其特征在于，具有rc-1～rc-9所述的結(jié)構(gòu)：

5.一種電解液添加劑，其特征在于，包括權(quán)利要求1～4任意一項所述的化合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解液添加劑，其特征在于，還包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、硫酸乙烯酯、碳酸二苯酯、碳酸甲苯酯、丙烯酸腈、丁二酸酐、丁二腈和己二腈中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解液添加劑，其特征在于，包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亞乙烯酯；

8.一種電解液，包括電解質(zhì)、溶劑和權(quán)利要求5～7任意一項所述的添加劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解液，其特征在于，所述電解質(zhì)的質(zhì)量濃度為5wt％～20wt％；

10.一種電池，包括權(quán)利要求8或9所述的電解液。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝耸?I)所示化合物，包括該化合物的電解液添加劑、包括該電解液添加劑的電解液和包括該電解液的電池。本申請?zhí)峁┑幕衔镌诒璠4]芳烴結(jié)構(gòu)上引入硅基結(jié)構(gòu)，借助其兩親化合物的特性快速兼容電極?電解液界面，平衡電芯內(nèi)部各方面特性，放大除水除酸效果，促進其穩(wěn)定CEI/SEI性質(zhì)，穩(wěn)固正極材料結(jié)構(gòu)，從而降低及穩(wěn)定電芯內(nèi)部阻抗變化，提升電芯性能。實驗結(jié)果表明，本申請?zhí)峁┑幕衔锾砑拥诫娊庖褐泻螅啾缺璠4]芳烴和硅基化合物作為添加劑，提高了電池的首效，顯著降低了SEI界面電阻，提高了倍率保持率。

技術(shù)研發(fā)人員：宋秀停,李立飛,周龍捷,黃建,王圣玥,劉振遷,劉佳敏
受保護的技術(shù)使用者：藍固（常州）新能源有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/2