一种锂离子电池电解液及锂离子电池的制作方法

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。

背景技术：

1、商用锂离子电池对电芯循环寿命的追求臻于极致，储能电芯的技术发展正朝着循环10000圈，容量保持率大于80％的方向前进。从化学体系改善的角度来看，长循环性能与化学体系在每圈循环后的活性锂剩余量紧密相关。动力电芯中，硅负极体系因其高能量密度备受青睐，然而，硅氧材料首圈不可逆容量会带来较大的活性锂损失，会降低容量、恶化循环。因此人们开发了各式各样的补锂技术，以在电池的化成或循环时补充活性锂，维持电池循环性能，减少这方面的不可逆损失。

2、目前，补锂技术以正极补锂和负极补锂为主。正极补锂，即在正极加入比容量远大于正极而不可逆容量极大的材料，这样首圈充电时，正极会脱出超过设计上限的锂离子，多余的部分就可以填充成膜反应的损失；负极补锂，即预先在负极添加一部分零价锂，在首圈放电的时候重新被氧化成锂离子，回嵌到正极。

3、综上，补锂技术的核心在于补足充放电时正负极荷电状态的不匹配，因此，补锂技术要么是在正极贡献可以被氧化、释放锂离子的物质，要么是在负极贡献零价锂。目前，正极补锂通常以li6coo4、li2nio2或li5feo4为主，常用于铁锂储能体系，但是，首圈充电后会产生大量活性氧，其中一些会成为氧气排出，另一些则会与电解液中有机成分反应，破坏电解质的稳定性，影响循环。负极补锂通常用在硅负极上，通过预锂化将单质锂复合在硅碳/硅氧负极中，但负极在空气中对水氧敏感，极不稳定，有严重的安全风险。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种锂离子电池电解液及锂离子电池，以改善活性锂损失导致的电池容量降低、恶化循环。

2、为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种锂离子电池电解液，该电解液包括有机溶剂、锂盐和补锂添加剂，所述锂盐和所述补锂添加剂溶于所述有机溶剂中，其中，所述补锂添加剂包括苯酚锂衍生物，所述苯酚锂衍生物的芳环上具有至少一个取代基，该取代基包括至少一个酚基锂。

3、在本发明一示例中，所述苯酚锂衍生物的取代基进一步包括氢原子、卤素原子、c1-12烃基或烃氧取代基、c1-12的含羰基取代基中的一种或多种。

4、在本发明一示例中，所述苯酚锂衍生物的芳环为苯，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～3个酚基锂。

5、在本发明一示例中，所述苯酚锂衍生物的芳环为联苯或萘，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～6个酚基锂。

6、在本发明一示例中，所述苯酚锂衍生物的芳环为三联苯，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～9个酚基锂。

7、在本发明一示例中，所述苯酚锂衍生物的芳环为蒽，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～8个酚基锂。

8、在本发明一示例中，所述苯酚锂衍生物的芳环为菲，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～8个酚基锂。

9、在本发明一示例中，所述补锂添加剂选自以下化合物中的至少一种：

10、

11、

12、在本发明一示例中，所述补锂添加剂的添加量按照其补锂当量换算，所述补锂添加剂在所述锂离子电池电解液中补锂当量相对于电池容量为0.1～1mmol/ah。

13、本发明还提供一种锂离子电池，该电池包括正极极片、负极极片、隔膜和上述的锂离子电池电解液。

14、本发明在电解液中加入苯酚锂衍生物作为锂电池的补锂添加剂，苯酚锂衍生物在首次充电过程中会先在正极进行氧化失锂，产生共轭酮结构或共轭醌结构并释放锂离子。此过程在正极释放锂离子，弥补负极因副反应或不可逆带来的活性锂损失，同时苯酚锂衍生物分解所产生的共轭酮结构或共轭醌结构，可以扩散到负极，参与负极sei成膜，这一过程往往伴随着淬灭自由基或稳定负离子。因此，苯酚锂衍生物分解所产生的共轭酮结构或共轭醌结构在锂电池负极参与sei成膜并不消耗负极电荷，不会造成活性锂的损失，同时还能够稳定负极sei膜，增强电池的循环稳定性。

技术特征：

1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括有机溶剂、锂盐和补锂添加剂，所述锂盐和所述补锂添加剂溶于所述有机溶剂中，其中，所述补锂添加剂包括苯酚锂衍生物，所述苯酚锂衍生物的芳环上具有至少一个取代基，该取代基包括至少一个酚基锂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述苯酚锂衍生物的取代基进一步包括氢原子、卤素原子、c1-12烃基或烃氧取代基、c1-12的含羰基取代基中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述苯酚锂衍生物的芳环为苯，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～3个酚基锂。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述苯酚锂衍生物的芳环为联苯或萘，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～6个酚基锂。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述苯酚锂衍生物的芳环为三联苯，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～9个酚基锂。

6.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述苯酚锂衍生物的芳环为蒽，所述苯酚锂衍生物的取代基包括1～8个酚基锂。

7.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述苯酚锂衍生物的芳环为菲，所述苯酚锂衍生物取代基包括1～8个酚基锂。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述补锂添加剂选自以下化合物中的至少一种：

9.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述补锂添加剂的添加量按照其补锂当量换算，所述补锂添加剂在所述锂离子电池电解液中补锂当量相对于电池容量为0.1～1mmol/ah。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片、隔膜和权利要求1至9任一所述的锂离子电池电解液。

技术总结
本发明提供一种锂离子电池电解液及锂离子电池，具体涉及二次电池领域。所述锂离子电池电解液包括有机溶剂、锂盐和补锂添加剂，所述锂盐和所述补锂添加剂溶于所述有机溶剂中，其中，所述补锂添加剂包括苯酚锂衍生物。苯酚锂衍生物具有共轭烯基醇锂结构，该化合物在电池充电时，可以在正极氧化释放锂离子，补足负极因副反应或不可逆带来的活性锂损失，实现补锂目的，延长电池的循环寿命。

技术研发人员：余乐,王仁和
受保护的技术使用者：远景睿泰动力技术（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16