CN112771022B - 用于Li离子电池中的电解质的添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了改善Li离子电池的性能和安全性的方法。所述方法包含结合所述电池的电解质使用具有下文所概述的通式I、V或IX的腈类小有机化合物。

Description

用于Li离子电池中的电解质的添加剂
技术领域
本发明大体上涉及用于Li离子电池的添加剂。更具体地说，本发明涉及结合电解质用于Li离子电池中的腈类添加剂。
背景技术
Li离子电池广泛地用作能源，并且需求一直在增长。典型地，所述电池包含阴电极或阳极、阳电极或阴极和设置于两个间隔的电极之间的电解质。电解质可以包含有机分子或聚合物并且一般还包含锂盐，例如LiPF6、LiTFSI或LiFSI。此外，电解质可以包含线性碳酸酯，例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙基甲酯(EMC)；或环状碳酸酯，例如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸丁烯酯(BC)。
各种研究涉及电解质的性质和组成并且旨在改善Li离子电池的性能和安全性，在所属领域中有所报道。举例来说，包含一个或多个腈基的添加剂的使用被报道[1-3]。实际上，在所属领域中已知，包含腈基的有机化合物在高电压和温度下呈现良好的电化学性质和稳定性。
仍然需要改善Li离子电池的性能和安全性的方法。确切地说，需要用作电解质中的添加剂的腈类有机化合物。
发明内容
本发明人已经设计并制备结合电解质用于Li离子电池中的添加剂。本发明的添加剂是如本文在下文描述并且包含至少一个腈基的有机化合物。有机化合物与电解质以及电池的其它组件相容。
因此，本发明根据其方面提供以下物质。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式I
其中：
Q是5到12元环或双环，所述环可选地包含一个或多个杂原子，所述一个或多个杂原子是相同或不同的并且选自由N、O和S组成的组；Q优选地是5-10元或5元或6元环或双环；
L存在或不存在并且是包含烷基、烯基和炔基中的一个或多个的连接子；并且
m是1到10、或1到6、或1到5、或1到4、或1到3的整数。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式II
其中：
X是C或N；
L存在或不存在并且是包含烷基、烯基和炔基中的一个或多个的连接子；
Ri各自独立地选自由以下组成的组：H、烷基、环烷基、烯、炔、芳基和烷芳基、烷氧基、硫代烷氧基、OH、SH、NH2、卤素原子、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代硫代烷氧基、氰烷基、氰烯、氰炔、CN、NO2、SO2、COOH和酰氧基羰基；优选地选自由以下组成的组：H、烷氧基、卤素、卤代烷基、硝基和氰基；更优选地选自由以下组成的组：H、卤素、硝基和氰基；
m是1到5、或1到4、或1到3的整数；并且
m’是0到5、或0到4、或0到3、或1到5、或1到4、或1到3的整数。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式III
其中：
X是C或N；
Ri各自独立地选自由以下组成的组：H、烷基、环烷基、烯、炔、芳基和烷芳基、烷氧基、硫代烷氧基、OH、SH、NH2、卤素原子、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代硫代烷氧基、氰烷基、氰烯、氰炔、CN、NO2、SO2、COOH和酰氧基羰基；Ri优选地各自独立地选自由以下组成的组：H、烷氧基、卤素、卤代烷基、硝基和氰基；更优选地选自由以下组成的组：H、卤素、硝基和氰基；并且
m’是0到5、或0到4、或0到3、或1到5、或1到4、或1到3的整数。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式IV
其中：
X是C或N；
Ri各自独立地选自由以下组成的组：H、烷基、环烷基、烯、炔、芳基和烷芳基、烷氧基、硫代烷氧基、OH、SH、NH2、卤素原子、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代硫代烷氧基、氰烷基、氰烯、氰炔、CN、NO2、SO2、COOH和酰氧基羰基；优选地选自由以下组成的组：H、烷氧基、卤素、卤代烷基、硝基和氰基；更优选地选自由以下组成的组：H、卤素、硝基和氰基；并且
m’是0到5、或0到4、或0到3、或1到5、或1到4、或1到3的整数。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式A
其中：R1到R5各自独立地选自由以下组成的组：H、烷基、环烷基、烯、炔、芳基和烷芳基、烷氧基、硫代烷氧基、OH、SH、NH2、卤素原子、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代硫代烷氧基、氰烷基、氰烯、氰炔、CN、NO2、SO2、COOH和酰氧基羰基；R1到R5优选地各自独立地选自由以下组成的组：H、烷氧基、卤素、卤代烷基、硝基和氰基；更优选地选自由以下组成的组：H、卤素、硝基和氰基。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式B
其中：
X是C并且R3是H；或X是N；并且
R1到R5各自独立地选自由以下组成的组：H、烷基、环烷基、烯、炔、芳基和烷芳基、烷氧基、硫代烷氧基、OH、SH、NH2、卤素原子、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代硫代烷氧基、氰烷基、氰烯、氰炔、CN、NO2、SO2、COOH和酰氧基羰基；R1到R5优选地各自独立地选自由以下组成的组：H、烷氧基、卤素、卤代烷基、硝基和氰基；更优选地选自由以下组成的组：H、卤素、硝基和氰基。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物是下文所概述的A1、A2、A3或A4
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物是下文所概述的B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7或B8
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式V
其中：
L存在或不存在并且是包含烷基、烯基和炔基中的一个或多个的连接子；并且
R1到R3各自独立地是烷基；优选地是C1到C6或C1到C3烷基；更优选地R1到R3中的至少一个是CH3，或R1到R3中的每一个是CH3。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式VI
其中：
n是0到6、或0到5、或0到4、或0到3、或0到2的整数；n优选地是0到3的整数；n更优选地是0或1；并且
R1到R3各自独立地是烷基；优选地是C1到C6或C1到C3烷基；更优选地R1到R3中的至少一个是CH3，或R1到R3中的每一个是CH3。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式C
其中n是0到6、或0到5、或0到4、或0到3、或0到2的整数；n优选地是0到3的整数；n更优选地是0或1。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物是下文所概述的C1或C2
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式IX
其中：
R1是CN或CH3；
L1和L2各自独立地存在或不存在并且各自独立地是包含烷基、烯基和/或炔基的连接子；并且
Y是Na、K或Li；Y优选地是Na。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式X
其中：
L1和L2各自独立地存在或不存在并且各自独立地是包含烷基、烯基和炔基中的一个或多个的连接子；并且
Y是Na、K或Li；Y优选地是Na。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式XI
其中：
n1和n2各自独立地是0到10、或0到6、或0到3的整数；n1和n2中的至少一个优选地是0，或n1和n2两者都是0；并且
Y是Na、K或Li；Y优选地是Na。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式D
其中Y是Na、K或Li；Y优选地是Na。
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式D1
一种具有下文所概述的通式VII的化合物
其中R1和R2各自独立地选自由以下组成的组：H、烷基、环烷基、烯、炔、芳基和烷芳基、烷氧基、硫代烷氧基、OH、SH、NH2、卤素原子、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代硫代烷氧基、氰烷基、氰烯、氰炔、CN、NO2、SO2、COOH和酰氧基羰基；优选地选自由以下组成的组：H、烷氧基、卤素、卤代烷基、硝基和氰基；更优选地选自由以下组成的组：H、卤素、硝基和氰基。
一种具有下文所概述的通式VIII的化合物
其中X是卤素原子；X优选地是F。
一种具有下文所概述的式B4的化合物
一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物如上述(18)到(20)中任一项中所定义。
根据上述(1)到(17)和(21)中任一项所述的方法，其中所述腈类有机化合物被添加到所述电解质中；所述添加剂(腈类有机化合物)的量可选地在约0.01％wt到约5.0％wt、或约0.01％wt到约3.0％wt、或约0.01％wt到约1.0％wt、或约0.05％wt到约1.0％wt、或约0.1％wt到约1.0％wt、约0.1％wt到约0.8％wt、或约0.1％wt到约0.5％wt、或约0.1％wt到约0.3％wt之间、是0.1％wt、或是0.5％wt。
一种电解质，其包含选自由以下组成的组的化合物：如上述方法(1)到(17)中任一项中所定义的I、II、III、IV、A、B、A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、V、VI、C、C1、C2、IX、X、XI、D和D1。
一种电解质，其包含如上述(18)到(20)中任一项中所定义的化合物。
一种电池，其包含如上述(23)或(24)中所定义的电解质。
一种用于Li离子电池中的电解质的添加剂，其包含选自由以下组成的组的化合物：如上述方法(1)到(17)中任一项中所定义的I、II、III、IV、A、B、A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、V、VI、C、C1、C2、IX、X、XI、D和D1。
一种用于Li离子电池中的电解质的添加剂，其包含如上述(18)到(20)中任一项中所定义的化合物。
根据上述(1)到(27)中任一项所述的方法、电解质、电池或添加剂，其中所述Li离子电池是其中阴极包含含锂材料的电池。
根据上述(1)到(27)中任一项所述的方法、电解质、电池或添加剂，其中所述Li离子电池是其中阴极包含氧化锂钴(LCO)、氧化锂锰(LMO)、氧化锂镍(LNO)和包括橄榄石、氧化锂、氧化镍锰钴(NMC)在内的类似物的电池。
根据上述(28)或(30)所述的方法、电解质、电池或添加剂，其中所述电池的所述性能(容量、可逆性)得到改善。
本发明的其它目的、优点和特点将在参考随附图式阅读以下仅通过举例给出的其具体实施例的非限制性描述后变得更加显而易见。
附图说明
专利或申请文件含有至少一个彩色制作的图式。具有一个或多个彩色图式的本专利或专利申请公开的副本将由专利局根据要求提供并支付必要的费用。
在所附图式中：
图1：在45℃下在300次循环之后LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.1wt％本发明的添加剂(系列A的化合物))对参考电池的循环数据
图2：在45℃下LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.1wt％本发明的添加剂(系列A的化合物))对参考电池的静电容量(0.05C)
图3：在0次和100次循环时LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.1wt％本发明的添加剂(系列A的化合物))对参考电池的奈奎斯特图
图4：在45℃下在300次循环之后LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列B的化合物))对参考电池的循环数据
图5：在45℃下LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列B的化合物))对参考电池的静电容量(0.05C)
图6：在0次和200次循环时LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列B的化合物))对参考电池的奈奎斯特图
图7：在45℃下在300次循环之后LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列C的化合物))对参考电池的循环数据
图8：在45℃下LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列C的化合物))对参考电池的静电容量(0.05C)
图9：在0次和100次循环时LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列C的化合物))对参考电池的奈奎斯特图
图10：在45℃下在100次循环之后LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列D的化合物))对参考电池的循环数据
图11：在45℃下LMFP-LTO电池(PC/EMC/DMC(4/3/3)+1M LiPF6+0.5wt％本发明的添加剂(系列D的化合物))对参考电池的静电容量(0.05C)
具体实施方式
在进一步描述本发明之前，应理解本发明不限于下文所描述的特定实施例，这是因为可以对这些实施例作出改变并且其仍然落入所附权利要求书的范围内。还应理解所采用的术语是出于描述特定实施例的目的，并且不打算是限制性的。相反，本发明的范围将由所附权利要求书确立。
为了对本说明书中所使用的术语提供清晰且一致的理解，下文提供了多个定义。此外，除非另有定义，否则如本文所使用的所有技术和科学术语都具有与本公开所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。
在权利要求书和/或说明书中，当单词“一(a/an)”与术语“包含”结合使用时，其使用可能意味着“一个”，但其也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或超过一个”的含义一致。类似地，单词“另一个/另外(another)”可能意味着至少第二个或更多个。
如说明书和一个或多个权利要求中所使用,单词“包含(comprising)”(和包含(comprising)的任何形式，例如“包含(comprise/comprises)”)、“具有(having)”(和具有(having)的任何形式，例如“具有(have/has)”)、“包括(including)”(和包括(including)的任何形式，例如“包括(include/includes)”)或“含有(containing)”(和含有(containing)的任何形式，例如“含有(contain/contains)”)是包括性的或开放式的，并且不排除额外未叙述的元素或过程步骤。
如本文所使用，当提及数值或百分比时，术语“约”包括变化形式，这归因于用于测定所述值或百分比的方法、统计方差和人为误差。此外，本申请中的每个数值参数至少应根据所报告的有效数字的数值并通过应用普通舍入技术来解释。
如本文所使用的术语“烷基(alkyl/alk)”表示衍生自直链或支链饱和烃的单价基团，除非另有规定，否则其包含1到15个碳原子，并且通过甲基、乙基、正丙基和异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基和叔丁基、新戊基等示例，并且可以可选地被一个、两个、三个取代基或在包含两个或更多个碳的烷基的情况下四个取代基取代。
在本文中可互换使用的术语“烷氧基(alkoxy/alkyloxy)”表示通过氧原子连接到母分子基的烷基。
在本文中可互换使用的术语“烷硫基”或“硫代烷氧基”表示通过硫原子连接到母分子基的烷基。
如本文所使用的术语“亚烷基”表示通过除去两个氢原子衍生自直链或支链饱和烃的饱和二价烃基，并且通过亚甲基、亚乙基、异亚丙基等示例。
如本文所使用的术语“烯基”表示单价直链或支链基团，除非另有规定，否则其具有2到15个碳原子，例如2到6个碳原子或2到4个碳原子，含有一个或多个碳-碳双键，并且通过乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基等示例，并且可以可选地被一个、两个、三个或四个取代基取代。
如本文所使用的术语“炔基”表示包含碳-碳三键的具有两到六个碳原子的单价直链或支链基团，并且通过乙炔基、1-丙炔基等示例，并且可以可选地被一个、两个、三个或四个取代基取代。
除非另有规定，否则如本文所使用的术语“环烷基”表示具有三到八个碳原子的单价饱和或不饱和非芳香族环状烃基，并且通过环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、双环[2.2.1]庚基等示例。
在本文中可互换使用的术语“卤素(halogen/halo)”表示F、Cl、Br和I。
如本文所使用的术语“杂原子”理解为氧、硫或氮。
本发明人已经设计并制备结合电解质用于Li离子电池中的添加剂。本发明的添加剂是如本文在下文描述并且包含至少一个腈基的有机化合物。此外，有机化合物与电解质以及电池的其它组件相容。
更具体地说，结合电解质使用的本发明的添加剂是本文所描述并且具有下文所描绘的通式I-XI、A、B、C和D的腈类有机化合物。
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所述有机化合物通过下表1中所定义的化合物，即化合物A1-A4、B1-B8、C1-C2和D1示例。
表1.本发明的有机化合物(系列A、B、C和D)
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通过以下非限制性实例进一步详细地说明本发明。
结合Li离子电解质使用的作为添加剂的腈类有机化合物
实例1—用于制备所述化合物的一般程序。向醛(1eq.)于15mL氯仿中的溶液中添加莫诺二腈(molonodinitrile)(1.5eq.)和几滴三乙胺。在氮气下使混合物回流一夜。在回到室温之后，添加二氯甲烷，并且将溶液用水洗涤两次并经MgSO4干燥。在除去溶剂之后，对残余物进行色谱处理(硅胶/二氯甲烷)，得到固体。
实例2—化合物B1
亮黄色固体(70％)。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：7.69(d，1H，J＝4Hz)；7.64(s，1H)；7.38(dd,1H,J＝4Hz,J＝12Hz)；6.95(d,1H,J＝12Hz)；3.99(s,3H)；3.93(s,3H)。
实例3—化合物B2
黄色固体(40％)。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：7.77(s，1H)。NMR 19F(400MHz,CDCl3)：-132.55(s,2H)；-143.68(s,1H)；-158.50(s,1H)。
实例4—化合物B3
白色固体。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：8.60(d，1H，J＝4Hz)；8.25(dd，1H，J＝4Hz，J＝12Hz)；8.18(s,1H)；8.15(d,1H,J＝12Hz)。
实例5—化合物B4
亮黄色固体。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：8.12(d，1H，J＝4Hz)；8.03(s，1H)；7.67(dd,1H,J＝4Hz,J＝12Hz)。NMR 19F(400MHz,CDCl3)：-63.65(s,3F)。
实例6—化合物B5
白色固体。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：8.02(d，2H，J＝12Hz)；7.83(d，2H，J＝8Hz)；7.80(s,1H)。NMR 19F(400MHz,CDCl3)：-63.48(s,3F)。
实例7—化合物B6
白色固体。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：7.99(d，2H，J＝8Hz)；7.83(d，2H，J＝8Hz)；7.74(s,1H)。
实例8—化合物B7
浅橙色固体。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：8.39(d，2H，J＝12Hz)；7.07(s，2H，J＝8Hz)；7.88(s,1H)。
实例9—化合物B8
粉色固体。NMR 1H(400MHz,CDCl3)：8.89(d，2H，J＝12Hz)；7.81(s，2H)；7.68(d,2H,J＝8Hz)。
系列A和C的化合物和化合物D1是市售的并且直接使用。
参考图式，图1-3概述使用系列A的化合物获得的结果；图4-6概述使用系列B的化合物获得的结果；图7-9概述使用系列C的化合物获得的结果；并且图10-11概述使用系列D的化合物获得的结果。应注意，参考电池以及本发明的电池不含有碳酸乙烯酯(VC)，这说明在300次循环之后的稳定性不佳。虽然如此，可以看出，包含本发明的添加剂的电池呈现好得多的稳定性。
在图2中可以看出，0.1wt％化合物A1或A4的使用允许电池容量的改善以及更佳的可逆性。此外，注意到电池电阻的整体降低(图3)。
图5展示化合物B1和B4的所获得的结果。0.5wt％添加剂的使用允许电池容量的改善。注意到电池电阻的整体降低(图6)。
图7展示化合物C1和C2的所获得的结果。0.5wt％添加剂的使用在45℃下在300次循环之后产生良好的稳定性。在图8中可以看出，化合物C1(更短碳链)的所获得的结果更佳。
图10展示化合物D1的所获得的结果。在图11中可以看出，0.5wt％化合物D1的使用允许电池容量的改善以及更佳的可逆性。
如技术人员所理解，结合电解质使用的添加剂适应于与包括电解质和阴极活性材料的电池的组件相容。
本发明是关于磷酸锂锰铁(LMFP)-氧化锂钛(LTO)电池加以描述。如技术人员所理解，也可以使用其它锂离子电池类型。换句话说，可以使用其中阴极活性材料包含含锂材料的任何电池。所述含锂材料可以是氧化锂钴(LCO)、氧化锂锰(LMO)、氧化锂镍(LNO)和包括橄榄石、氧化锂、氧化镍锰钴(NMC)在内的类似物。
此外，如技术人员所理解，阳极材料可以是任何合适类型，例如锂合金、Si、SiOx、石墨和碳混合物、钛酸盐、钛酸锂。
权利要求书的范围不应受实例中所阐述的优选实施例限制，但应被给予与整体描述一致的最广泛的解释。
本说明书涉及多个文件，所述多个文件的内容以全文引用的方式并入本文中。
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Claims (48)

1.一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式IV
其中：
X是C或N；
Ri各自独立地选自由以下组成的组：H、C1-C15烷氧基、卤素、卤代C1-C15烷基和氰基；并且
m’是0到5的整数。
2.根据权利要求1所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中m’是0到4的整数。
3.根据权利要求2所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中m’是0到3的整数。
4.根据权利要求3所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中m’是1到5的整数。
5.根据权利要求4所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中m’是1到4的整数。
6.根据权利要求5所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中m’是1到3的整数。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中Ri各自独立地选自由以下组成的组：H、卤素和氰基。
8.一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式VII的化合物
其中R1和R2各自独立地选自由以下组成的组：H、C1-C15烷氧基、卤素、卤代C1-C15烷基和氰基。
9.根据权利要求8所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中R1和R2各自独立地选自由以下组成的组：H、卤素和氰基。
10.一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物具有下文所概述的通式VIII的化合物
其中X是卤素原子。
11.根据权利要求10所述的改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其中X是F。
12.一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物是下文所概述的B1、B2、B4、B5、B6或B8
13.一种具有下文所概述的式B4的化合物
14.一种改善Li离子电池的性能和安全性的方法，其包含结合所述电池的电解质使用腈类有机化合物，其中所述化合物如权利要求13所定义。
15.根据权利要求1到12和14中任一项所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.01％wt到5.0％wt之间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.01％wt到3.0％wt之间。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.01％wt到1.0％wt之间。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.05％wt到1.0％wt之间。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.1％wt到1.0％wt之间。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.1％wt到0.8％wt之间。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.1％wt到0.5％wt之间。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述腈类有机化合物以如下量被添加到所述电解质中：0.1％wt到0.3％wt之间。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述腈类有机化合物以0.1％wt的量被添加到所述电解质中。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述腈类有机化合物以0.5％wt的量被添加到所述电解质中。
25.根据权利要求1到12和14到24中任一项所述的方法，其中所述Li离子电池是其中阴极包含含锂材料的电池。
26.根据权利要求1到12和14到24中任一项所述的方法，其中所述Li离子电池是其中阴极包含氧化锂钴、氧化锂锰、氧化锂镍、橄榄石、氧化锂、氧化镍锰钴的电池。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述电池的所述性能得到改善。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述电池的所述性能得到改善。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其中所述电池的容量、可逆性得到改善。
30.一种电解质，其包含选自由以下组成的组的化合物：如方法权利要求1到12中任一项中所定义的IV、B、B1、B2、B4、B5、B6和B8。
31.一种电解质，其包含如权利要求13所定义的化合物。
32.根据权利要求30或31所述的电解质，其中所述Li离子电池是其中阴极包含含锂材料的电池。
33.根据权利要求30或31所述的电解质，其中所述Li离子电池是其中阴极包含氧化锂钴、氧化锂锰、氧化锂镍、橄榄石、氧化锂、氧化镍锰钴的电池。
34.根据权利要求32所述的电解质，其中所述电池的所述性能得到改善。
35.根据权利要求33所述的电解质，其中所述电池的所述性能得到改善。
36.根据权利要求34或35所述的电解质，其中所述电池的容量、可逆性得到改善。
37.一种电池，其包含如权利要求30到36中任一项中所定义的电解质。
38.根据权利要求37所述的电池，其中所述Li离子电池是其中阴极包含含锂材料的电池。
39.根据权利要求37所述的电池，其中所述Li离子电池是其中阴极包含氧化锂钴、氧化锂锰、氧化锂镍、橄榄石、氧化锂、氧化镍锰钴的电池。
40.根据权利要求38或39所述的电池，其中所述电池的所述性能得到改善。
41.根据权利要求40所述的电池，其中所述电池的容量、可逆性得到改善。
42.一种用于Li离子电池中的电解质的添加剂，其包含选自由以下组成的组的化合物：如方法权利要求1到12中任一项中所定义的IV、B、B1、B2、B4、B5、B6和B8。
43.一种用于Li离子电池中的电解质的添加剂，其包含如权利要求13中所定义的化合物。
44.根据权利要求42或43所述的添加剂，其中所述Li离子电池是其中阴极包含含锂材料的电池。
45.根据权利要求42或43所述的添加剂，其中所述Li离子电池是其中阴极包含氧化锂钴、氧化锂锰、氧化锂镍、橄榄石、氧化锂、氧化镍锰钴的电池。
46.根据权利要求44所述的添加剂，其中所述电池的所述性能得到改善。
47.根据权利要求45所述的添加剂，其中所述电池的所述性能得到改善。
48.根据权利要求46或47所述的添加剂，其中所述电池的容量、可逆性得到改善。
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