CN105244539A - 添加剂、电解质溶液及锂离子电池 - Google Patents

添加剂、电解质溶液及锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN105244539A
CN105244539A CN201410324141.9A CN201410324141A CN105244539A CN 105244539 A CN105244539 A CN 105244539A CN 201410324141 A CN201410324141 A CN 201410324141A CN 105244539 A CN105244539 A CN 105244539A
Authority
CN
China
Prior art keywords
maleimide
additive
bismaleimides
monomer
carbonate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410324141.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105244539B (zh
Inventor
钱冠男
何向明
尚玉明
李建军
王莉
高剑
杨聚平
王要武
赵鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Jiangsu Huadong Institute of Li-ion Battery Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
Jiangsu Huadong Institute of Li-ion Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, Jiangsu Huadong Institute of Li-ion Battery Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN201410324141.9A priority Critical patent/CN105244539B/zh
Priority to PCT/CN2015/081702 priority patent/WO2016004816A1/zh
Publication of CN105244539A publication Critical patent/CN105244539A/zh
Priority to US15/400,599 priority patent/US20170117584A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN105244539B publication Critical patent/CN105244539B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于锂离子电池的添加剂，该添加剂是由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到的聚合物，该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种。本发明还涉及一种电解质溶液及锂离子电池。

Description

添加剂、电解质溶液及锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种添加剂、电解质溶液及应用该电解质溶液的锂离子电池。
背景技术
碳酸酯类电解液是目前应用最广泛的锂离子电池电解液。碳酸丙烯酯（PC）具有低熔点（-55℃）、高沸点（240℃）、高介电常数等特点，尤其在低温下具有优异的离子传导能力，是一种理想的电解液组分。但是，PC分子会在电池放电过程中与石墨负极发生共嵌现象，结果石墨负极表面难以形成稳定的固体电解质膜(SEI)，从而导致石墨负极材料不断发生剥落而遭到破坏，这在很大程度上限制了PC作为电解液组分的应用。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种添加剂、应用该添加剂的电解质溶液及应用该电解质溶液的锂离子电池，该添加剂能够改善石墨负极材料因PC嵌入而导致的结构破坏问题。
一种用于锂离子电池的添加剂，是由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到的聚合物，该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种，该有机二胺类化合物的分子通式由式(3)或式(4)表示，其中R3与R4为二价有机取代基，
(3)；
(4)。
一种电解质溶液，包括电解质盐、非水溶剂及上述添加剂，该非水溶剂包括碳酸丙烯酯。
一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及上述电解质溶液。
本发明采用有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到的聚合物作为添加剂，对电解质溶液进行改性，可以有效改善石墨负极材料因PC嵌入而导致的结构破坏问题，提高了电化学电池的电化学稳定性及循环性能。
附图说明
图1为本发明实施例1及对比例1的锂离子电池的首次充放电曲线。
图2为本发明实施例2及对比例1的锂离子电池的循环性能曲线。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的电解质溶液及应用该电解质溶液的锂离子电池作进一步的详细说明。
本发明实施方式提供一种用于锂离子电池的添加剂，该添加剂是由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到的聚合物。
该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种。
该马来酰亚胺单体的分子通式可以由式(1)表示。
(1)
R1为单价有机取代基，具体地，可以为-R,-RNH2R,-C(O)CH3，-CH2OCH3,-CH2S(O)CH3,单价形式的环脂族基团，单价形式的取代芳香族基团，或单价形式的未取代芳香族基团，如-C6H5,-C6H4C6H5，或-CH2(C6H4)CH3。R为1~6个碳的烃基，优选为烷基。所述取代优选是以卤素，1~6个碳的烷基或1~6个碳的硅烷基进行取代。该未取代芳香族基团优选为苯基、甲基苯基或二甲基苯基。该芳香族的苯环的数量优选为1~2个。
具体地，该马来酰亚胺单体可以选自N-苯基马来酰亚胺、N-(邻甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(间甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)-马来酰亚胺、N-环己烷基马来酰亚胺、马来酰亚胺、马来酰亚胺基酚、马来酰亚胺基苯并环丁烯、二甲苯基马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、乙烯基马来酰亚胺、硫代马来酰亚胺、马来酰亚胺酮、亚甲基马来酰亚胺、马来酰亚胺甲醚、马来酰亚胺基乙二醇及4-马来酰亚胺苯砜中的一种或多种。
该双马来酰亚胺单体的分子通式可以由式(2)表示。
(2)
R2为二价有机取代基，具体地，可以为-R-，-RNH2R-，-C(O)CH2-，-CH2OCH2-，-C(O)-，-O-，-O-O-，-S-，-S-S-，-S(O)-，-CH2S(O)CH2-，-(O)S(O)-，-R-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-R-，二价形式的环脂族基团，二价形式的取代芳香族基团，或二价形式的未取代芳香族基团，如伸苯基（-C6H4-），伸联苯基（-C6H4C6H4-），取代的伸苯基，取代的伸联苯基，-(C6H4)-R5-(C6H4)-，-CH2(C6H4)CH2-，或-CH2(C6H4)(O)-。R5为-CH2-，-C(O)-，-C(CH3)2-，-O-，-O-O-，-S-，-S-S-，-S(O)-，或-(O)S(O)-。R为1~6个碳的烃基，优选为烷基。所述取代优选是以卤素，1~6个碳的烷基或1~6个碳的硅烷基进行取代。该芳香族的苯环的数量优选为1~2个。
具体地，该双马来酰亚胺单体可以选自N,N’-双马来酰亚胺-4,4’-二苯基代甲烷、1,1’-(亚甲基双-4,1-亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(1,1’-二苯基-4,4’-二亚甲基)双马来酰亚胺、N,N’-(4-甲基-1,3-亚苯基)双马来酰亚胺、1,1’-(3,3’-二甲基-1,1’-二苯基-4,4’-二亚甲基)双马来酰亚胺、N,N’-乙烯基双马来酰亚胺、N,N’-丁烯基双马来酰亚胺、N,N’-(1,2-亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(1,3-亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-双马来酰亚胺硫、N,N’-双马来酰亚胺二硫、N,N’-双马来酰亚胺亚胺酮、N,N’-亚甲基双马来酰亚胺、双马来酰亚胺甲醚、1,2-双马来酰亚胺基-1,2-乙二醇、N,N’-4,4’-二苯醚-双马来酰亚胺及4,4’-双马来酰亚胺-二苯砜中的一种或多种。
该马来酰亚胺类衍生物单体可通过将上述马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体或多马来酰亚胺单体中马来酰亚胺基团中的H原子以卤素原子取代。
该有机二胺类化合物的分子通式可以由式(3)或式(4)表示。
(3)
(4)
其中R3与R4为二价有机取代基。
具体地，R3可以为-(CH2)n-，-CH2-O-CH2-，-CH(NH)-(CH2)n-，二价形式的环脂族基团，二价形式的取代芳香族基团，或二价形式的未取代芳香族基团，如伸苯基（-C6H4-），伸联苯基（-C6H4C6H4-），取代的伸苯基或取代的伸联苯基。R4可以为-(CH2)n-，-O-，-S-，-S-S-，-CH2-O-CH2-，-CH(NH)-(CH2)n-或-CH(CN)(CH2)n-。n=1~12。所述取代优选是以卤素，1~6个碳的烷基或1~6个碳的硅烷基进行取代。该芳香族的苯环的数量优选为1~2个。
具体地，该有机二胺类化合物可以包括但不限于乙二胺、苯二胺、二氨基二苯甲烷及二氨基二苯醚中的至少一种。
该聚合物的分子量介于1000~500000之间。
在一实施例中，当该马来酰亚胺单体为双马来酰亚胺，有机二胺类化合物为二氨基二苯甲烷，该添加剂可以由式(5)表示。
(5)
该添加剂通过以下方法制备：
S1，将马来酰亚胺类单体与溶剂以质量比为(0.01~1):1的比例混合，形成马来酰亚胺类单体的溶液，优选地，该马来酰亚胺类单体与溶剂的质量比为(0.1~0.5):1；
S2，将该马来酰亚胺类单体的溶液加热30℃~180℃之间，优选为50℃~150℃之间；以及
S3，将有机二胺类化合物的溶液与加热后的该马来酰亚胺类单体的溶液混合并搅拌反应，得到所述聚合物，也就是该添加剂。
该马来酰亚胺类单体与该有机二胺类化合物的摩尔比为(0.1~10):1，优选为(0.5~4):1。该有机二胺类化合物的溶液是将所述有机二胺类化合物预先溶解在溶剂中形成，该有机二胺类化合物与溶剂的质量比为(0.01~1):1，优选为(0.1~0.5):1。在该步骤S3中，该有机二胺类化合物的溶液可以通过输送泵以一定速率输送至马来酰亚胺类单体的溶液中，输送完毕后持续搅拌一定时间，使反应充分进行，该搅拌时间可以为0.5~48小时，优选为1~24小时。该溶剂为能够溶解该马来酰亚胺类单体与该有机二胺类化合物的有机溶剂，例如γ-丁内酯、碳酸丙烯酯及N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
本发明实施方式提供一种电解质溶液，包括电解质盐、非水溶剂及添加剂。该电解质盐及该添加剂均溶于该非水溶剂中。该添加剂在该电解质溶液中的质量体积比浓度可以为0.01%-10%（w/v），优选为0.1%-5%。
根据该电解质溶液的用途不同，可采用不同的电解质盐和非水溶剂。
该非水溶剂可包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状醚类、链状醚类、腈类及酰胺类中的一种或多种，如碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、碳酸二丙酯、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二乙醚、乙腈、丙腈、苯甲醚、丁二腈、己二腈、戊二腈、二甲亚砜、亚硫酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸丙烯酯、酸酐、环丁砜、甲氧基甲基砜、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环氧丙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、二甲基甲酰胺、1,3-二氧戊烷、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、或1,2-二丁氧基中的一种或几种的组合。
该电解质盐可以为锂盐，种类不限，例如氯化锂（LiCl）、六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、甲磺酸锂（LiCH3SO3）、三氟甲磺酸锂（LiCF3SO3）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、六氟锑酸锂（LiSbF6）、高氯酸锂（LiClO4）、Li[BF2(C2O4)]、Li[PF2(C2O4)2]、Li[N(CF3SO2)2]、Li[C(CF3SO2)3]及双草酸硼酸锂（LiBOB）中的一种或多种。
本发明实施例进一步提供一种电化学电池，包括正极、负极、隔膜及所述电解质溶液。该正极与负极通过所述隔膜相互间隔。所述正极可进一步包括一正极集流体及形成于该正极集流体表面的正极材料层。所述负极可进一步包括一负极集流体及形成于该负极集流体表面的负极材料层。该负极材料层与上述正极材料层相对且通过所述隔膜间隔设置。
当该电化学电池为锂离子电池时，该正极材料层可包括正极活性物质，具体可以为层状结构的锂-过渡金属氧化物，尖晶石型结构的锂-过渡金属氧化物以及橄榄石型结构的锂-过渡金属氧化物中的至少一种，例如，橄榄石型磷酸铁锂、层状结构钴酸锂、层状结构锰酸锂、尖晶石型锰酸锂、锂镍锰氧化物及锂镍钴锰氧化物。该负极材料层可包括负极活性物质，如钛酸锂、石墨、相碳微球(MCMB)、乙炔黑、微珠碳、碳纤维、碳纳米管及裂解碳中的至少一种。
另外，该正极材料层和负极材料层可分别包括导电剂及粘结剂。该导电剂可以为碳素材料，如碳黑、导电聚合物、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管及石墨中的一种或多种。该粘结剂可以是聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏（二）氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、氟类橡胶、三元乙丙橡胶及丁苯橡胶(SBR)中的一种或多种。
所述隔离膜可以为聚烯烃多孔膜、改性聚丙烯毡、聚乙烯毡、玻璃纤维毡、超细玻璃纤维纸维尼纶毡或尼龙毡与可湿性聚烯烃微孔膜经焊接或粘接而成的复合膜。
实施例1
添加剂的制备：将4g双马来酰亚胺及2.207g二氨基二苯甲烷溶解在NMP中，去除溶液中的氧气，加热至130℃反应6小时，冷却后用乙醇沉淀，洗涤烘干，得到的添加剂由式(5)表示。
将该聚合物作为添加剂加入锂离子电池的电解质溶液中，具体为将碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯混合作为溶剂，LiPF6溶于该溶剂中，LiPF6浓度为1mol/L，碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯的体积比为3:2，配置成电解液。向该电解液中加入所述添加剂，该添加剂在该电解液中的质量体积比浓度为1%（w/v）。组装锂电池，正极为金属锂，负极为石墨，在0.01V~2V电压范围之间以0.2C电流恒流充放电。
对比例1
与实施例1区别仅在不在电解质溶液中加入所述添加剂。
请参阅图1，对比例1电解质溶液未包含添加剂的锂离子电池首次放电曲线在0.7V左右出现一平台，表明发生严重的PC共嵌石墨现象，导致石墨负极发生剥落，造成不可逆的损坏。而实施例1电解质溶液含添加剂的锂离子电池的首次放电电压迅速下降为0V左右，可观察到PC共嵌石墨的特征电压平台（~0.7V）缩短，因此可说明该添加剂有改善PC共嵌石墨的作用。
实施例2
采用与实施例1相同的添加剂，加入锂离子电池的电解质溶液中，具体为将碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯混合作为溶剂，LiPF6溶于该溶剂中，LiPF6浓度为1.2mol/L，碳酸丙烯酯与碳酸二乙酯的体积比为2:2，配置成电解液。向该电解液中加入所述添加剂，该添加剂在该电解液中的质量体积比浓度为1%（w/v）。组装锂电池，正极为金属锂，负极为石墨，在0.01V~2V电压范围之间以0.2C电流恒流充放电。
请参阅图2，实施例2加入添加剂后不仅可以使PC共嵌石墨现象得以改善，电池60次循环后放电比容量可以达到约314mAh/g，与对比例1的锂离子电池60次循环后放电比容量308mAh/g相当甚至略高，说明该添加剂的加入不会对锂离子电池的循环性能产生不利影响。
实施例3
添加剂的制备：将3.2gN-苯基马来酰亚胺及2.34g二氨基二苯甲烷溶解在NMP中，去除溶液中的氧气，加热至120℃反应8小时，冷却后用乙醇沉淀，洗涤烘干，得到所述添加剂。将该聚合物作为添加剂加入锂离子电池的电解质溶液中，与实施例1相同条件组装锂离子电池，并进行电池循环性能测试。经测试，通过在锂离子电池电解液中加入添加剂可以改善PC共嵌石墨的作用，且60次循环后放电比容量可以达到约312mAh/g。
实施例4
添加剂的制备：将4gN,N’-乙烯基双马来酰亚胺及2.75g二氨基二苯甲烷溶解在NMP中，去除溶液中的氧气，加热至135℃反应7小时，冷却后用乙醇沉淀，洗涤烘干，得到所述添加剂由式(5)表示。将该聚合物作为添加剂加入锂离子电池的电解质溶液中，与实施例1相同条件组装锂离子电池，并进行电池循环性能测试。经测试，通过在锂离子电池电解液中加入添加剂可以改善PC共嵌石墨的作用，且60次循环后放电比容量可以达到约311mAh/g。
实施例5
添加剂的制备：将4.75g由式(6)表示的双马来酰亚胺及2.26g二氨基二苯醚溶解在NMP中，去除溶液中的氧气，加热至155℃反应6小时，冷却后用乙醇沉淀，洗涤烘干，得到所述添加剂。将该聚合物作为添加剂加入锂离子电池的电解质溶液中，与实施例1相同条件组装锂离子电池，并进行电池循环性能测试。经测试，通过在锂离子电池电解液中加入添加剂可以改善PC共嵌石墨的作用，且60次循环后放电比容量可以达到约317mAh/g。
(6)
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种添加剂，该添加剂用于锂离子电池，其特征在于，该添加剂由有机二胺类化合物与马来酰亚胺类单体通过聚合反应得到的聚合物，该马来酰亚胺类单体包括马来酰亚胺单体、双马来酰亚胺单体、多马来酰亚胺单体及马来酰亚胺类衍生物单体中的至少一种，该有机二胺类化合物的分子通式由式(3)或式(4)表示，其中R3与R4为二价有机取代基，
(3)；
(4)。
2.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，其中，R3为-(CH2)n-，-CH2-O-CH2-，-CH(NH)-(CH2)n-，伸苯基，伸联苯基，取代的伸苯基，取代的伸联苯基，二价形式的环脂族基团，R4为-(CH2)n-，-O-，-S-，-S-S-，-CH2-O-CH2-，-CH(NH)-(CH2)n-或-CH(CN)(CH2)n-，n=1~12。
3.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该有机二胺类化合物包括乙二胺、苯二胺、二氨基二苯甲烷及二氨基二苯醚中的至少一种。
4.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该马来酰亚胺单体的分子通式由式(1)表示，其中R1为单价有机取代基：
(1)。
5.如权利要求4所述的添加剂，其特征在于，R1为-R,-RNH2R,-C(O)CH3，-CH2OCH3,-CH2S(O)CH3,-C6H5,-C6H4C6H5，-CH2(C6H4)CH3，或单价形式的环脂族；R为1-6个碳的烃基。
6.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该马来酰亚胺单体选自N-苯基马来酰亚胺、N-(邻甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(间甲基苯基)-马来酰亚胺、N-(对甲基苯基)-马来酰亚胺、N-环己烷基马来酰亚胺、马来酰亚胺、马来酰亚胺基酚、马来酰亚胺基苯并环丁烯、二甲苯基马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、乙烯基马来酰亚胺、硫代马来酰亚胺、马来酰亚胺酮、亚甲基马来酰亚胺、马来酰亚胺甲醚、马来酰亚胺基乙二醇及4-马来酰亚胺苯砜中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该双马来酰亚胺单体的分子通式由式(2)表示，其中R2为二价有机取代基：
(2)。
8.如权利要求7所述的添加剂，其特征在于，R2为-R-，-RNH2R-，-C(O)CH2-，-CH2OCH2-，-C(O)-，-O-，-O-O-，-S-，-S-S-，-S(O)-，-CH2S(O)CH2-，-(O)S(O)-，-CH2(C6H4)CH2-，-CH2(C6H4)(O)-，-R-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-R-，-C6H4-，-C6H4C6H4-，二价形式的环脂族基团，或-(C6H4)-R5-(C6H4)-，R5为-CH2-，-C(O)-，-C(CH3)2-，-O-，-O-O-，-S-，-S-S-，-S(O)-，或-(O)S(O)-，R为1~6个碳的烃基。
9.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该双马来酰亚胺单体选自N,N’-双马来酰亚胺-4,4’-二苯基代甲烷、1,1’-(亚甲基双-4,1-亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(1,1’-二苯基-4,4’-二亚甲基)双马来酰亚胺、N,N’-(4-甲基-1,3-亚苯基)双马来酰亚胺、1,1’-(3,3’-二甲基-1,1’-二苯基-4,4’-二亚甲基)双马来酰亚胺、N,N’-乙烯基双马来酰亚胺、N,N’-丁烯基双马来酰亚胺、N,N’-(1,2-亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-(1,3-亚苯基)双马来酰亚胺、N,N’-双马来酰亚胺硫、N,N’-双马来酰亚胺二硫、N,N’-双马来酰亚胺亚胺酮、N,N’-亚甲基双马来酰亚胺、双马来酰亚胺甲醚、1,2-双马来酰亚胺基-1,2-乙二醇、N,N’-4,4’-二苯醚-双马来酰亚胺及4,4’-双马来酰亚胺-二苯砜中的一种或多种。
10.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该马来酰亚胺类单体与该有机二胺类化合物的摩尔比为(0.5~4):1。
11.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于，该通过聚合反应得到的聚合物的分子量为1000~500000。
12.一种电解质溶液，包括电解质盐、非水溶剂及如权利要求1-11中任意一项所述的添加剂，该非水溶剂包括碳酸丙烯酯。
13.如权利要求12所述的电解质溶液，其特征在于，该添加剂在该电解质溶液中的质量体积比浓度为0.01%-10%。
14.如权利要求12所述的电解质溶液，其特征在于，该非水溶剂进一步包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、碳酸二丙酯、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二乙醚、乙腈、丙腈、苯甲醚、丁二腈、己二腈、戊二腈、二甲亚砜、亚硫酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸丙烯酯、酸酐、环丁砜、甲氧基甲基砜、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、环氧丙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、二甲基甲酰胺、1,3-二氧戊烷、1,2-二乙氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、或1,2-二丁氧基中的一种或几种的组合。
15.如权利要求12所述的电解质溶液，其特征在于，该电解质盐为LiCl、LiPF6、LiBF4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、Li[BF2(C2O4)]、Li[PF2(C2O4)2]、Li[N(CF3SO2)2]、Li[C(CF3SO2)3]及LiBOB中的一种或多种。
16.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜及电解质溶液，该电解质溶液包括电解质盐、非水溶剂及如权利要求1-11中任意一项所述的添加剂，该非水溶剂包括碳酸丙烯酯。
CN201410324141.9A 2014-07-09 2014-07-09 添加剂、电解质溶液及锂离子电池 Active CN105244539B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410324141.9A CN105244539B (zh) 2014-07-09 2014-07-09 添加剂、电解质溶液及锂离子电池
PCT/CN2015/081702 WO2016004816A1 (zh) 2014-07-09 2015-06-17 添加剂、电解质溶液及锂离子电池
US15/400,599 US20170117584A1 (en) 2014-07-09 2017-01-06 Additive, electrolyte and lithium ion battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410324141.9A CN105244539B (zh) 2014-07-09 2014-07-09 添加剂、电解质溶液及锂离子电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105244539A true CN105244539A (zh) 2016-01-13
CN105244539B CN105244539B (zh) 2018-02-02

Family

ID=55042095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410324141.9A Active CN105244539B (zh) 2014-07-09 2014-07-09 添加剂、电解质溶液及锂离子电池

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170117584A1 (zh)
CN (1) CN105244539B (zh)
WO (1) WO2016004816A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108346824A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 索尼公司 非水电解液和非水电解液二次电池
CN108929437A (zh) * 2018-02-26 2018-12-04 台湾塑胶工业股份有限公司 锂电池用聚合物的制造方法、锂电池电解液和锂电池
CN110212243A (zh) * 2019-05-31 2019-09-06 惠州市赛能电池有限公司 一种非水电解液及其在锂电池中的应用
CN111052487A (zh) * 2017-09-21 2020-04-21 株式会社Lg化学 锂二次电池用电解液和包含其的锂二次电池
CN111342126A (zh) * 2020-03-18 2020-06-26 钱起 一种延长高温过压环境下电器寿命的方法
CN112864468A (zh) * 2021-01-28 2021-05-28 苏州酷卡环保科技有限公司 一种动力锂离子电池的化成方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059698A2 (ko) * 2017-09-21 2019-03-28 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬-이차 전지
FR3103637B1 (fr) * 2019-11-22 2023-03-31 Arkema France Electrolyte a base de sel de lithium
CN111446499A (zh) * 2020-04-03 2020-07-24 江西理工大学 一种混合锂盐电解液
JP2023097930A (ja) * 2021-12-28 2023-07-10 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 非水系電解液及びそれを用いたリチウム二次電池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004265849A (ja) * 2002-12-17 2004-09-24 Yuasa Corp 非水電解質電池
CN101212065A (zh) * 2006-12-30 2008-07-02 财团法人工业技术研究院 含马来酰亚胺添加剂的非水电解液及包含它的碱金属族二次电池
US20090148777A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Zhiquang Song Room temperature crosslinkable ion conductive polymer system
CN103050706A (zh) * 2013-01-09 2013-04-17 能动新材料南通有限公司 一种锂电池用马来酰亚胺添加剂及相应锂电池正极配方
CN103579675A (zh) * 2013-07-12 2014-02-12 江苏华东锂电技术研究院有限公司 一种电解液添加剂及含该添加剂的电解液及锂离子电池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2013018A1 (en) * 1989-03-31 1990-09-30 Isao Kaneko Imide prepolymers, cured products, method for making, laminate preparation, and encapsulating compositions
CN101768103B (zh) * 2009-01-05 2015-08-12 财团法人工业技术研究院 含五苯二胺结构的双马来酰亚胺化合物及其制造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004265849A (ja) * 2002-12-17 2004-09-24 Yuasa Corp 非水電解質電池
CN101212065A (zh) * 2006-12-30 2008-07-02 财团法人工业技术研究院 含马来酰亚胺添加剂的非水电解液及包含它的碱金属族二次电池
US20090148777A1 (en) * 2007-12-06 2009-06-11 Zhiquang Song Room temperature crosslinkable ion conductive polymer system
CN101883809A (zh) * 2007-12-06 2010-11-10 巴斯夫欧洲公司 室温可交联的离子传导聚合物体系
CN103050706A (zh) * 2013-01-09 2013-04-17 能动新材料南通有限公司 一种锂电池用马来酰亚胺添加剂及相应锂电池正极配方
CN103579675A (zh) * 2013-07-12 2014-02-12 江苏华东锂电技术研究院有限公司 一种电解液添加剂及含该添加剂的电解液及锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
海山等: "双马来酰亚胺/二氨基二苯醚齐聚物的合并与表征", 《内蒙古石油化工》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108346824A (zh) * 2017-01-25 2018-07-31 索尼公司 非水电解液和非水电解液二次电池
CN111052487A (zh) * 2017-09-21 2020-04-21 株式会社Lg化学 锂二次电池用电解液和包含其的锂二次电池
US11557792B2 (en) 2017-09-21 2023-01-17 Lg Energy Solution, Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium-secondary battery including the same
CN111052487B (zh) * 2017-09-21 2023-03-21 株式会社Lg新能源 锂二次电池用电解液和包含其的锂二次电池
CN108929437A (zh) * 2018-02-26 2018-12-04 台湾塑胶工业股份有限公司 锂电池用聚合物的制造方法、锂电池电解液和锂电池
TWI658068B (zh) * 2018-02-26 2019-05-01 臺灣塑膠工業股份有限公司 鋰電池用聚合物的製造方法、鋰電池電解液和鋰電池
JP2019149363A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 臺灣塑膠工業股▲ふん▼有限公司 リチウム電池用重合物の製造方法、リチウム電池電解液及びリチウム電池
CN108929437B (zh) * 2018-02-26 2021-08-17 台湾塑胶工业股份有限公司 锂电池用聚合物的制造方法、锂电池电解液和锂电池
CN110212243A (zh) * 2019-05-31 2019-09-06 惠州市赛能电池有限公司 一种非水电解液及其在锂电池中的应用
CN110212243B (zh) * 2019-05-31 2022-04-29 惠州市赛能电池有限公司 一种非水电解液及其在锂电池中的应用
CN111342126A (zh) * 2020-03-18 2020-06-26 钱起 一种延长高温过压环境下电器寿命的方法
CN112864468A (zh) * 2021-01-28 2021-05-28 苏州酷卡环保科技有限公司 一种动力锂离子电池的化成方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170117584A1 (en) 2017-04-27
CN105244539B (zh) 2018-02-02
WO2016004816A1 (zh) 2016-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105244539B (zh) 添加剂、电解质溶液及锂离子电池
CN105576245B (zh) 锂离子电池
US9923241B2 (en) Electrolyte additive, electrolyte and lithium ion battery using the same
US10270103B2 (en) Cathode electrode material and lithium sulfur battery using the same
CN104269513B (zh) 正极复合材料及锂离子电池以及其制备方法
US20080160418A1 (en) Nonaqueous electrolyte having maleimide additives and secondary cells employing the same
CN105762336B (zh) 负极复合材料及其制备方法以及锂离子电池
US10333147B2 (en) Cathode electrode material and lithium sulfur battery using the same
US10388989B2 (en) Non-aqueous electrolyte, and non-aqueous electrolyte secondary cell
CN105720244B (zh) 正极复合材料及锂离子电池以及其制备方法
US20180053938A1 (en) Electrode binder, cathode electrode material, and lithium ion battery
CN106785041A (zh) 一种用于锂离子电池的添加剂、电解液和正极浆料
US20170226291A1 (en) Electrode binder, cathode electrode material and lithium ion battery
US20170155128A1 (en) Cathode composite material and lithium ion battery using the same
CN105336982B (zh) 锂离子电池安全添加剂、电解液及锂离子电池
US20180047987A1 (en) Anode electrode material and lithium ion battery using the same
US20170229710A1 (en) Anode electrode material and lithium ion battery using the same
CN105336954B (zh) 正极复合材料及其制备方法以及锂离子电池
KR20150075052A (ko) 전기화학소자용 첨가제와, 이를 포함하는 전해액, 전극 및 전기화학소자
CN105514440B (zh) 负极材料及应用该负极材料的锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant