CN109585922A - 含羟基的化合物在高电压锂离子电池中的应用及高电压锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，提供了一种含羟基的化合物在高电压锂离子电池中的应用及高电压锂离子电池。所述高电压锂离子电池包括高电压锂离子电池用功能性添加剂、高电压锂离子电池电解液或高电压锂离子电池正极浆料中的至少一种，所述高电压锂离子电池电解液和所述高电压锂离子电池正极浆料中包括高电压锂离子电池用功能性添加剂，所述功能性添加剂包括含羟基的化合物。该含羟基的化合物中的羟基能够与锂离子电池正极材料中的Li反应形成性能优良的SEI膜，该SEI膜能够有效抑制电解液溶剂与正极材料发生反应、提高正极材料的结构稳定性，从而提高锂离子电池的循环性能。

Description

含羟基的化合物在高电压锂离子电池中的应用及高电压锂离 子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种含羟基的化合物在高电压锂离子电池中的应用及高电压锂离子电池。
背景技术
现有常见的商用锂离子正极材料有磷酸铁锂、钴酸锂、以及镍钴锰三元材料等，虽然各种正极材料的理论容量都比较大，但是由于其截至电压都在4.2V以及更低，因而能量密度不够高。随着市场对高能量密度锂离子电池的需求越来越大，除了对新材料进行研发，深度发掘并提高现有材料的能量密度也是研究热点之一，而提高正极材料的截止电压是提高能量密度的有效手段。
然而，提高正极材料截止电压也面临着诸多问题：首先，随着电压的升高，正极材料的氧化活性提高，正极材料与电解液的反应也随之加速，正极材料结构的稳定性降低，最终导致电池的循环性能下降。其次，与正极材料相配套使用的常规电解液在高电压下的兼容性极差，常用的碳酸酯基电解液在高电压下容易发生氧化分解，所产生的副产物对电池性能有负面的影响，一方面使电池内部的阻抗增大，另一方面电池正极材料也会遭受腐蚀，特别对于三元材料，在高电压下镍钴锰等离子会从正极材料中溶出，导致正极材料结构坍塌，从而造成容量的不可逆性衰减，进而导致电池的循环性能下降。因此，如何在提高正极材料截止电压的前提下，保证正极材料结构的稳定性从而提高电池的循环性能成为研究的重点。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种含羟基的化合物在高电压锂离子电池用功能性添加剂、高电压锂离子电池电解液、高电压锂离子电池正极浆料或高电压锂离子电池中的应用，该含羟基的化合物中的羟基能够与锂离子电池正极材料中的Li反应形成性能优良的SEI膜，该SEI膜能够有效抑制电解液溶剂与正极材料发生反应、提高正极材料的结构稳定性，从而提高锂离子电池的循环性能。
本发明的第二目的在于提供一种高电压锂离子电池用功能性添加剂，该功能性添加剂能够与锂离子电池正极材料中的Li反应形成性能优良的SEI膜，该SEI膜能够阻止电解液溶剂与正极材料相接触，避免电解液溶剂与正极材料发生反应，抑制电解液溶剂的氧化分解，提高正极材料的结构稳定性，提高锂离子电池的循环性能。
本发明的第三目的在于提供一种高电压锂离子电池电解液，该电解液包括上述功能性添加剂，因而其电解液溶剂不易发生氧化分解，能够提高正极材料的结构稳定性和锂离子电池的循环性能。
本发明的第四目的在于提供一种高电压锂离子电池正极浆料，该正极浆料包括上述功能性添加剂，因而其正极材料的结构稳定性高，能够提高锂离子电池的循环性能。
本发明的第五目的在于提供一种高电压锂离子电池，该锂离子电池包括上述功能性添加剂、电解液或正极浆料中的至少一种，因而具有高电压下循环性能好的优点。
本发明的第六目的在于提供一种用电设备，该用电设备包括上述高电压锂离子电池，因而具有高电压下循环性能好的优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种含羟基的化合物在高电压锂离子电池用功能性添加剂、高电压锂离子电池电解液、高电压锂离子电池正极浆料或高电压锂离子电池中的应用。
作为进一步优选地技术方案，所述含羟基的化合物包括含羟基的聚合物；
优选地，所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和/或含羟基的聚氨酯；
优选地，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇；
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
第二方面，本发明提供了一种高电压锂离子电池用功能性添加剂，所述功能性添加剂包括含羟基的化合物。
作为进一步优选地技术方案，所述含羟基的化合物包括含羟基的聚合物；
优选地，所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和/或含羟基的聚氨酯；
优选地，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇；
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
第三方面，本发明提供了一种高电压锂离子电池电解液，所述电解液包括溶剂、导电锂盐、以及上述的高电压锂离子电池用功能性添加剂。
作为进一步优选地技术方案，所述功能性添加剂占所述电解液的质量分数为0.1％-10％，优选为0.1％-5％；
优选地，所述溶剂包括线性碳酸酯和/或环状碳酸酯；
优选地，所述线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸三乙酯或氟代碳酸二甲酯中的至少一种；
优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯中的至少一种；
优选地，所述导电锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂或三氟甲磺酸锂中的至少一种；
优选地，所述导电锂盐在电解液中的浓度为0.1-8mol/L，进一步优选为0.5-2mol/L。
第四方面，本发明提供了一种高电压锂离子电池正极浆料，所述正极浆料包括正极材料、导电剂、正极溶剂、以及上述的高电压锂离子电池用功能性添加剂。
作为进一步优选地技术方案，所述功能性添加剂占所述正极浆料的质量分数为1％-20％，优选为2％-5％；
优选地，所述正极材料、导电剂和正极溶剂的质量比为(7-9)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)；
优选地，所述正极材料包括钴酸锂材料、富锂锰尖晶石材料、镍锰酸锂材料、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料或磷酸铁锂材料中的至少一种；
优选地，所述导电剂包括导电炭黑；
优选地，所述正极溶剂包括NMP。
第五方面，本发明提供了一种高电压锂离子电池，包括上述的高电压锂离子电池用功能性添加剂、上述高电压锂离子电池电解液或上述高电压锂离子电池正极浆料中的至少一种。
第六方面，本发明提供了一种用电设备，包括上述高电压锂离子电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种含羟基的化合物在高电压锂离子电池用功能性添加剂、高电压锂离子电池电解液、高电压锂离子电池正极浆料或高电压锂离子电池中的应用，在锂离子电池充放电过程中，含羟基的化合物中的羟基能够与锂离子电池正极材料中的Li+反应生成-OLi，-OLi生成于正极表面，形成性能优良的SEI膜，该SEI膜具有致密、均匀、稳定以及阻抗低等特点，能够降低正极表面的电化学活性、避免正极材料与电解液中的溶剂相接触，从而抑制了电解液溶剂与正极材料发生反应、抑制电解液溶剂的氧化分解，因此提高了正极材料的结构稳定性，使得锂离子电池在3-4.5V电压下的循环性能得到显著提高。
本发明提供的高电压锂离子电池用功能性添加剂包括含羟基的化合物，该功能性添加剂能够与锂离子电池正极材料中的Li反应生成-OLi，-OLi生成于正极表面，形成性能优良的SEI膜，该SEI膜能够阻止电解液溶剂与正极材料相接触，避免电解液溶剂与正极材料发生反应，抑制电解液溶剂的氧化分解，提高正极材料的结构稳定性，提高锂离子电池的循环性能。
本发明提供的高电压锂离子电池电解液包括上述功能性添加剂，该电解液中的功能性添加剂能够与正极材料形成性能优良的SEI膜，使得电解液中的溶剂不会与正极材料相接触、不会与正极材料发生反应，从而使电解液溶剂不易发生氧化分解，且有效保证了正极材料的结构稳定性，提高锂离子电池的循环性能。与现有的采用不同的电解液溶剂相比，具有能够有效改善高电压下锂离子电池循环稳定性的优点，应用前景广阔。
本发明提供的高电压锂离子电池正极浆料包括上述功能性添加剂，该正极浆料形成锂离子电池正极并组装成电池后，其功能性添加剂会溶解到电解液中，功能性添加剂与正极材料反应后于正极表面形成具有-OLi的SEI膜，该SEI膜能够防止电解液溶剂与正极材料发生反应，正极结构稳定，锂离子电池的循环性能好。与现有的采用包覆型正极材料相比，具有能够有效改善高电压下锂离子电池循环稳定性的优点，应用前景广阔。
本发明提供的高电压锂离子电池包括上述功能性添加剂、电解液或正极浆料中的至少一种，因而具有高电压下循环性能好的优点。
本发明提供的用电设备包括上述高电压锂离子电池，因而至少具有与上述高电压锂离子电池相同的优势，具有高电压下循环性能好的优点，该用电设备在高电压且不经常更换电池的情况下能够长期稳定运行，减少了用电设备的维护成本，经济效益更高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
需要说明的是：
本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有实施方式以及优选实施方法可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，如果没有特别的说明，本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，如果没有特别的说明，所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
本发明中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0.5-2”表示本文中已经全部列出了“0.5-2”之间的全部实数，“0.5-2”只是这些数值组合的缩略表示。
本发明所公开的“范围”以下限和上限的形式，可以分别为一个或多个下限，和一个或多个上限。
除非另有说明，本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法或材料也可应用于本发明中。
第一方面，本发明提供了一种含羟基的化合物在高电压锂离子电池用功能性添加剂、高电压锂离子电池电解液、高电压锂离子电池正极浆料或高电压锂离子电池中的应用。
需要说明的是：
“含羟基的化合物”是指结构式中具有-OH基的化合物。
“高电压锂离子电池用功能性添加剂”、“高电压锂离子电池电解液”、“高电压锂离子电池正极浆料”和“高电压锂离子电池正极浆料”中的“高电压”均指高于4.2V的电压。
在锂离子电池充放电过程中，含羟基的化合物中的羟基能够与锂离子电池正极材料中的Li+反应生成-OLi，-OLi生成于正极表面，形成性能优良的SEI膜，该SEI膜具有致密、均匀、稳定以及阻抗低等特点，能够降低正极表面的电化学活性、避免正极材料与电解液中的溶剂相接触，从而抑制了电解液溶剂与正极材料发生反应、抑制电解液溶剂的氧化分解，因此提高了正极材料的结构稳定性，使得锂离子电池在3-4.5V电压下的循环性能得到显著提高。
其中，SEI(Solid Electrolyte Interface)膜是指“固体电解质界面膜”，其形成于锂离子电池首次充放电过程中，是电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，从而形成的一层覆盖于电极材料表面的钝化层。SEI膜能在有机溶剂中稳定存在，并且能有效阻止溶剂分子的通过，避免了溶剂分子与电极材料反应造成电极材料的破坏；而Li+却可以经过该SEI膜自由地嵌入和脱出，不会对电池的充放电以及循环性能产生不良影响。
应当理解是，上述“含羟基的化合物”不仅能够应用于高电压场景中，也可以应用于一般电压场景中，所有锂离子电池电压范围内的应用均不应超出本发明的保护范围。
在一种优选地实施方式中，所述含羟基的化合物包括含羟基的聚合物。上述“含羟基的聚合物”是指结构式中具有-OH基的高分子化合物。
优选地，所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和/或含羟基的聚氨酯。
上述“聚合物多元醇”是指数均分子量在1000以上的大分子多元醇。上述聚合物多元醇包括但不限于聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。聚醚多元醇包括但不限于聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇。聚酯多元醇包括但不限于聚碳酸酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、或二聚酸聚酯二元醇。
上述“含羟基的聚氨酯”可以采用现有的含羟基的聚氨酯；也可通过多元醇组分与多异氰酸酯化合物反应制备得到，其中多元醇组分主要由具有尿酸酯结构的环状多元醇化合物和其它多元醇化合物构成。
需要说明的是，当所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和含羟基的聚氨酯时，聚合物多元醇和含羟基的聚氨酯可以以任意比例混合。
优选地，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇。
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
第二方面，在至少一个实施例中提供了一种高电压锂离子电池用功能性添加剂，所述功能性添加剂包括含羟基的化合物。
需要说明的是：
“含羟基的化合物”是指结构式中具有-OH基的化合物。
“高电压锂离子电池用功能性添加剂”中的“高电压”是指高于4.2V的电压。
上述高电压锂离子电池用功能性添加剂包括含羟基的化合物，该功能性添加剂能够与锂离子电池正极材料中的Li反应生成-OLi，-OLi生成于正极表面，形成性能优良的SEI膜，该SEI膜能够阻止电解液溶剂与正极材料相接触，避免电解液溶剂与正极材料发生反应，抑制电解液溶剂的氧化分解，提高正极材料的结构稳定性，提高锂离子电池的循环性能。
其中，SEI(Solid Electrolyte Interface)膜是指“固体电解质界面膜”，其形成于锂离子电池首次充放电过程中，是电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，从而形成的一层覆盖于电极材料表面的钝化层。SEI膜能在有机溶剂中稳定存在，并且能有效阻止溶剂分子的通过，避免了溶剂分子与电极材料反应造成电极材料的破坏；而Li+却可以经过该SEI膜自由地嵌入和脱出，不会对电池的充放电以及循环性能产生不良影响。
应当理解是，上述“高电压锂离子电池用功能性添加剂”是指能够用于高电压锂离子电池中的功能性添加剂，当然也能够用于一般电压锂离子电池中，其中的“高电压”对所述功能性添加剂的保护范围不具有实际限定意义。
在一种优选地实施方式中，所述含羟基的化合物包括含羟基的聚合物。上述“含羟基的聚合物”是指结构式中具有-OH基的高分子化合物。
优选地，所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和/或含羟基的聚氨酯。
上述“聚合物多元醇”是指数均分子量在1000以上的大分子多元醇。上述聚合物多元醇包括但不限于聚醚多元醇和/或聚酯多元醇。聚醚多元醇包括但不限于聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃醚二醇、或四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇。聚酯多元醇包括但不限于聚碳酸酯二醇、聚己二酸新戊二醇酯二醇、或二聚酸聚酯二元醇。
上述“含羟基的聚氨酯”可以采用现有的含羟基的聚氨酯；也可通过多元醇组分与多异氰酸酯化合物反应制备得到，其中多元醇组分主要由具有尿酸酯结构的环状多元醇化合物和其它多元醇化合物构成。
需要说明的是，当所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和含羟基的聚氨酯时，聚合物多元醇和含羟基的聚氨酯可以以任意比例混合。
优选地，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇。
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
第三方面，在至少一个实施例中提供了一种高电压锂离子电池电解液，所述电解液包括溶剂、导电锂盐、以及上述的高电压锂离子电池用功能性添加剂。
上述电解液中的功能性添加剂能够与正极材料形成性能优良的SEI膜，使得电解液中的溶剂不会与正极材料相接触、不会与正极材料发生反应，从而使电解液溶剂不易发生氧化分解，且有效保证了正极材料的结构稳定性，提高锂离子电池的循环性能。与现有的采用不同的电解液溶剂相比，具有能够有效改善高电压下锂离子电池循环稳定性的优点，应用前景广阔。
作为进一步优选地技术方案，所述功能性添加剂占所述电解液的质量分数为0.1％-10％，优选为0.1％-5％。上述质量分数典型但非限制性的为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％。功能性添加剂在上述范围内时，电解液的性能最优，含量过高会增加电解液的不稳定性，含量过低则不能形成有效的SEI保护膜层，影响电池的循环性能。
在一种优选地实施方式中，所述溶剂包括线性碳酸酯和/或环状碳酸酯。
优选地，所述线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸三乙酯或氟代碳酸二甲酯中的至少一种。典型但非限制性的，上述线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯，碳酸二甲酯，碳酸二乙酯，碳酸甲丙酯，碳酸三乙酯，氟代碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的组合，碳酸二乙酯和碳酸甲丙酯的组合，碳酸三乙酯和氟代碳酸二甲酯的组合，碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的组合，或，碳酸甲丙酯、碳酸三乙酯和氟代碳酸二甲酯的组合等。
优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。典型但非限制性的，上述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯和碳酸乙烯酯的组合，碳酸乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的组合，碳酸丙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的组合，或，碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的组合。
优选地，所述导电锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂或三氟甲磺酸锂中的至少一种。典型但非限制性的，上述导电锂盐包括六氟磷酸锂，二氟草酸硼酸锂，高氯酸锂，六氟砷酸锂，四氟硼酸锂，双草酸硼酸锂，三氟甲磺酸锂，六氟磷酸锂和二氟草酸硼酸锂的组合，高氯酸锂和六氟砷酸锂的组合，四氟硼酸锂和双草酸硼酸锂的组合，双草酸硼酸锂和三氟甲磺酸锂的组合，六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂和高氯酸锂的组合，六氟砷酸锂、四氟硼酸锂和双草酸硼酸锂的组合，或，六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂和三氟甲磺酸锂的组合等。
优选地，所述导电锂盐在电解液中的浓度为0.1-8mol/L，进一步优选为0.5-2mol/L。上述浓度典型但非限制性的为0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L、5mol/L、5.5mol/L、6mol/L、6.5mol/L、7mol/L、7.5mol/L或8mol/L。导电锂盐是电解液中锂离子的提供者，保证电池在充放电过程中有足够的锂离子在正负极之间来回往返，从而实现可逆循环。导电锂盐的浓度在上述范围内时，电解液中可迁移的锂离子数量较为合适，电解液的导电性较好，不会对锂离子电池的循环性能产生不良影响。导电锂盐的浓度过低则会无法提供足够的锂离子，过高则会增加电解液的不稳定性。
需要说明的是，上述高电压锂离子电池电解液采用现有的制备方法进行制备即可，本发明对此不做特别限制。
示例性地，上述高电压锂离子电池电解液的制备方法包括以下步骤：将除水除杂后的溶剂与导电锂盐混合均匀，然后与上述功能性添加剂混合均匀。
优选地，溶剂采用活性炭、3A分子筛、4A分子筛、氯化钙、无水氧化钙、氢化钙中的一种或者多种进行除水除杂。优选地，3A分子筛或4A分子筛经过活化后再用于除水除杂，可采用加热、吹扫、氨气冲洗或吸附剂吸附的方式进行活化。
优选地，溶剂与导电锂盐混合时的温度为20-40℃。
优选地，溶剂与导电锂盐混合时的混合速度为200-1500r/s。
优选地，溶剂与导电锂盐混合时的混合时间为1-3小时。
第四方面，在至少一个实施例中提供了一种高电压锂离子电池正极浆料，所述正极浆料包括正极材料、导电剂、正极溶剂、以及上述的高电压锂离子电池用功能性添加剂。
上述正极浆料形成锂离子电池正极并组装成电池后，其功能性添加剂会溶解到电解液中，功能性添加剂与正极材料反应后于正极表面形成具有-OLi的SEI膜，该SEI膜能够防止电解液溶剂与正极材料发生反应，正极结构稳定，锂离子电池的循环性能好。与现有的采用包覆型正极材料相比，具有能够有效改善高电压下锂离子电池循环稳定性的优点，应用前景广阔。
在一种优选地实施方式中，所述功能性添加剂占所述正极浆料的质量分数为1％-20％，优选为2％-5％。上述质量分数典型但非限制性的为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。功能性添加剂在上述范围内时，正极浆料的性能最优，含量过高会增加正极材料的不稳定性，正极极片整体导电性变差，含量过低则不能形成有效的SEI保护膜层，影响电池的循环性能。
优选地，所述正极材料、导电剂和正极溶剂的质量比为(7-9)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)。上述质量比典型但非限制性的为7：0.5：0.5、7：1：1、7：1.5：1.5、8：0.5：0.5、8：1：1、8：1.5：1.5、9：0.5：0.5、9：1：1、9：1.5：1.5、7：0.5：1.5、8：0.5：1.5或9：0.5：1.5。正极材料、导电剂和正极溶剂的质量比在上述比例范围内时，正极浆料的稳定性、导电性和锂离子迁移性等各项性能最优，采用该正极浆料制备得到的锂离子电池的电化学性能最优。
优选地，所述正极材料包括钴酸锂材料、富锂锰尖晶石材料、镍锰酸锂材料、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料或磷酸铁锂材料中的至少一种。
需要说明的是：
富锂锰尖晶石材料是指尖晶石结构的富锂锰基正极材料。
上述各材料包括掺杂或不掺杂的材料，还包括包覆或未包覆的材料，其中掺杂元素或包覆元素采用本领域现有的均可。
优选地，所述导电剂包括导电炭黑。导电炭黑的来源广、价格低廉，且具有良好的导电性，能够降低锂离子电池内阻，改善电池容量发挥、循环及倍率性能。
优选地，所述正极溶剂包括NMP。NMP(N-Methyl pyrrolidone)为N-甲基吡咯烷酮，是一种性能优良的油性溶剂，其稳定性好、对粘结剂等的溶解性强。
需要说明的是，上述高电压锂离子电池正极浆料采用现有的制备方法进行制备即可，本发明对此不做特别限制。
示例性地，上述高电压锂离子电池正极浆料的制备方法包括以下步骤：在正极材料、导电剂和正极溶剂混合过程中，加入上述功能性添加剂混合均匀。
第五方面，在至少一个实施例中提供了一种高电压锂离子电池，包括上述高电压锂离子电池用功能性添加剂、上述高电压锂离子电池电解液或上述高电压锂离子电池正极浆料中的至少一种。
需要说明的是，上述高电压锂离子电池采用现有的制备方法进行制备即可，本发明对此不做特别限制。上述高电压锂离子电池包括上述功能性添加剂、电解液或正极浆料中的至少一种，因而具有高电压下循环性能好的优点。
另需说明的是，本发明未提及的参数(例如，混合物中各组分之间的比例)采用本领域的常规参数即可，本发明对此并不做特别限制。
第六方面，在至少一个实施例中提供了一种用电设备，包括上述高电压锂离子电池。该用电设备包括上述高电压锂离子电池，因而至少具有与上述高电压锂离子电池相同的优势，具有高电压下循环性能好的优点，该用电设备在高电压且不经常更换电池的情况下能够长期稳定运行，减少了用电设备的维护成本，经济效益更高。
需要说明的是，上述用电设备包括但不限于电子装置、电动工具、电动车辆或电力储存系统等。电子装置是使用锂离子电池作为操作电源执行各种功能(例如，演奏音乐)的电子装置。电动工具是使用锂离子电池作为驱动电源移动部件(例如，钻头)的电动工具。电动车辆是依靠锂离子电池作为驱动电源运行的电动车辆(包括电动自行车、电动汽车)，并且可以是除了锂离子电池之外还装备有其他驱动源的汽车(包括混合动力车)。电力储存系统是使用锂离子电池作为电力储存源的电力储存系统，例如，在家用电力储存系统中，使电力储存在用作电力储存源的锂离子电池中，并且根据需要消耗储存在锂离子电池中的电力以能够使用诸如家用电子产品的各种装置。
下面结合实施例和对照例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1-9
一种高电压锂离子电池电解液，所述电解液包括溶剂、导电锂盐、以及功能性添加剂，各实施例电解液的配方列于表1中。
表1
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2采用了本发明优选的聚醚多元醇作为功能性添加剂；
实施例3与实施例2的区别在于，实施例3采用了本发明优选的聚氧化丙烯二醇作为功能性添加剂；
实施例4与实施例2的区别在于，实施例4中功能性添加剂的添加量在本发明优选的范围内；
实施例6与实施例5的区别在于，实施例6中导电锂盐的浓度在本发明优选的范围内。
分别采用实施例1-9的高电压锂离子电池电解液制备锂离子电池，除电解液不同外，锂离子电池的其余各构件均相同，所采用的正极材料均为三元材料NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2)。另设对照例1-4，上述对照例锂离子电池的电解液中分别未添加功能性添加剂、以及添加碳酸亚乙烯酯、丁二腈和乙二醇双(丙腈)醚作为功能性添加剂。对各锂离子电池以0.5C的充放电倍率在3-4.7V范围内循环200次，得到各锂离子电池的剩余放电容量，实施例1-9和对照例1-4的剩余放电容量分别为185mAh/g、190mAh/g、194mAh/g、198mAh/g、205mAh/g、210mAh/g、201mAh/g、180mAh/g、188mAh/g、165mAh/g、175mAh/g、180mAh/g和177mAh/g。
可见，实施例1-9的剩余放电容量均高于对照例1-4，说明采用本发明的添加有特定的功能性添加剂的电解液的锂离子电池的循环稳定性好，其优于未采用功能性添加剂以及采用现有的酯类、腈类或腈醚类添加剂的锂离子电池。另外，实施例2的剩余放电容量高于实施例1，说明本发明优选的聚醚多元醇能够进一步提高锂离子电池的循环性能；实施例3的剩余放电容量高于实施例2，说明本发明优选的聚氧化丙烯二醇能够进一步提高锂离子电池的循环性能；实施例4的剩余放电容量高于实施例2，说明采用本发明优选的功能性添加剂含量能够进一步提高锂离子电池的循环性能；实施例6的剩余放电容量高于实施例5，说明采用本发明优选的导电锂盐浓度能够进一步提高锂离子电池的循环性能。
实施例10-18
一种高电压锂离子电池正极浆料，所述正极浆料包括正极材料、导电炭黑、NMP、以及功能性添加剂。各实施例正极浆料的配方列于表2中。
表2
注：NCM622是指LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，NCM532是指LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2。
实施例11与实施例10的区别在于，实施例11采用了本发明优选的聚醚多元醇作为功能性添加剂；
实施例12与实施例11的区别在于，实施例12采用了本发明优选的聚氧化丙烯二醇作为功能性添加剂；
实施例13与实施例11的区别在于，实施例13中功能性添加剂的添加量在本发明优选的范围内；
实施例15与实施例14的区别在于，实施例15中正极材料、导电炭黑和NMP的质量比在本发明优选的范围内。
分别采用实施例10-18的高电压锂离子电池正极浆料制备锂离子电池，除正极浆料不同外，锂离子电池的其余各构件均相同。另设对照例5，该对照例锂离子电池的正极浆料中未添加功能性添加剂，正极材料为NCM622。对各锂离子电池以0.5C的充放电倍率在3-4.5V范围内循环200次，得到各锂离子电池的剩余放电容量，实施例10-18和对照例5的剩余放电容量分别为143mAh/g、145mAh/g、146mAh/g、148mAh/g、168mAh/g、175mAh/g、170mAh/g、173mAh/g、172mAh/g和150mAh/g。
可见，实施例10-18的剩余放电容量均高于对照例5，说明采用本发明的添加有特定的功能性添加剂的正极浆料的锂离子电池的循环稳定性好，其优于未采用功能性添加剂的锂离子电池。另外，实施例11的剩余放电容量高于实施例10，说明本发明优选的聚醚多元醇能够进一步提高锂离子电池的循环性能；实施例12的剩余放电容量高于实施例11，说明本发明优选的聚氧化丙烯二醇能够进一步提高锂离子电池的循环性能；实施例13的剩余放电容量高于实施例11，说明采用本发明优选的功能性添加剂含量能够进一步提高锂离子电池的循环性能；实施例15的剩余放电容量高于实施例14，说明采用本发明优选的正极材料、导电炭黑和NMP的质量比能够进一步提高锂离子电池的循环性能。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.含羟基的化合物在高电压锂离子电池用功能性添加剂、高电压锂离子电池电解液、高电压锂离子电池正极浆料或高电压锂离子电池中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含羟基的化合物包括含羟基的聚合物；
优选地，所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和/或含羟基的聚氨酯；
优选地，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇；
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
3.一种高电压锂离子电池用功能性添加剂，其特征在于，所述功能性添加剂包括含羟基的化合物。
4.根据权利要求3所述的高电压锂离子电池用功能性添加剂，其特征在于，所述含羟基的化合物包括含羟基的聚合物；
优选地，所述含羟基的聚合物包括聚合物多元醇和/或含羟基的聚氨酯；
优选地，所述聚合物多元醇包括聚醚多元醇；
优选地，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇。
5.一种高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液包括溶剂、导电锂盐、以及权利要求3或4所述的高电压锂离子电池用功能性添加剂。
6.根据权利要求5所述的高电压锂离子电池电解液，其特征在于，所述功能性添加剂占所述电解液的质量分数为0.1％-10％，优选为0.1％-5％；
优选地，所述溶剂包括线性碳酸酯和/或环状碳酸酯；
优选地，所述线性碳酸酯包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸三乙酯或氟代碳酸二甲酯中的至少一种；
优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯中的至少一种；
优选地，所述导电锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂或三氟甲磺酸锂中的至少一种；
优选地，所述导电锂盐在电解液中的浓度为0.1-8mol/L，进一步优选为0.5-2mol/L。
7.一种高电压锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述正极浆料包括正极材料、导电剂、正极溶剂、以及权利要求3或4所述的高电压锂离子电池用功能性添加剂。
8.根据权利要求7所述的高电压锂离子电池正极浆料，其特征在于，所述功能性添加剂占所述正极浆料的质量分数为1％-20％，优选为2％-5％；
优选地，所述正极材料、导电剂和正极溶剂的质量比为(7-9)：(0.5-1.5)：(0.5-1.5)；
优选地，所述正极材料包括钴酸锂材料、富锂锰尖晶石材料、镍锰酸锂材料、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料或磷酸铁锂材料中的至少一种；
优选地，所述导电剂包括导电炭黑；
优选地，所述正极溶剂包括NMP。
9.一种高电压锂离子电池，其特征在于，包括权利要求3或4所述的高电压锂离子电池用功能性添加剂、权利要求5或6所述的高电压锂离子电池电解液、或、权利要求7或8所述的高电压锂离子电池正极浆料中的至少一种。
10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的高电压锂离子电池。
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