CN117673466A - 电解液添加剂、电解液及锂电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了电解液添加剂、电解液及锂电池，所述电解液添加剂包括如式(I)和/或如式(Ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：

Description

电解液添加剂、电解液及锂电池

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，具体涉及电解液添加剂、电解液及锂电池。

背景技术

目前，为满足市场对锂电池高能量密度的需求，锂电池一直向着高镍、高电压的方向发展。高镍三元正极材料因其在充电截止电压达到4.5V(vs.Li/Li⁺)时，更能够发挥出高比容量而逐渐成为了热点材料。但在高镍及高电压的环境下，现有的锂电池用电解液易发生氧化分解反应，导致电解液快速消耗、电池内部阻抗急剧增加、电池膨胀等不良后果，严重缩短电池的使用寿命、损害电池的安全性能。

采用抗氧化性更强的电解液溶剂有助于解决上述问题，但会损失电解液的离子电导率或导致电解液粘度过大，影响电池性能的发挥；若在常规电解液中直接引入氟代酯类高电压添加剂可提高电解液的抗氧化电位，在一定程度上改善电池胀气、性能衰减问题，但上述添加剂难以在正极表面生成稳固的界面膜，对电池在高电压环境下的循环性能改善有限。

发明内容

鉴于此，本申请提供了电解液添加剂，该电解液添加剂可快速地在电池正、负极表面均生成稳固的低阻抗界面膜，该添加剂可用于提升电池在高电压和高温条件下的循环稳定性，提高电池的安全性能，延长电池的使用寿命。此外，该电解液添加剂与常用电解液体系中的其他物质的兼容性好，有利于电池性能的正常发挥。

本申请第一方面提供了电解液添加剂，包括如式(I)和/或如式(Ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：

其中，R₁、R₁'各自独立地包括氢原子、醚氧原子、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基；R₂、R₃、R₄、R₅、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'各自独立地包括氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的环烷基、或者异氰酸酯基。

在电池化成的过程中，上述电解液添加剂可快速地在负极极片和正极极片表面分别生成稳固的固体界面(solid electrolyte interface，SEI)膜、正极电解液界面(cathode-electrolyte interface，CEI)膜，从而可有效缓解电解液的消耗，抑制正极极片中金属离子的溶出，进而可显著提升电池的耐高电压特性以及循环性能(特别是高温、高电压条件下的循环性能)，延长电池的使用寿命、提升电池的安全性能。

本申请第二方面提供了电解液，包括锂盐、有机溶剂，还包括本申请第一方面提供的电解液添加剂。

该电解液特别适用于高镍三元材料电池、高电压(大于或等于4.5V vs.Li/Li⁺)环境下应用的电池。该电解液中的电解液添加剂可优先于电解液中的其他物质快速地在正、负极表面分别生成稳固的低阻抗CEI膜、SEI膜，阻碍电极与电解液之间的副反应，提升电池的耐高电压特性、高温高电压条件下的循环性能以及安全性能；同时上述电解液添加剂还可在电化学还原反应中生成离子电导率较高的物质(例如，Li₂O、Li₃N等)，进一步降低上述界面膜的阻抗，有利于电池的倍率性能。

本申请第三方面提供了锂电池，包括本申请第二方面提供的电解液。上述锂电池具有较好的耐高电压特性，且具有较好的循环特性(常温、高温循环特性)，及较长的循环使用寿命。

具体实施方式

高镍三元正极活性材料具有更高的比容量(尤其是在充电截止电压达到4.5V时)，可大幅提高电池的能量密度，逐渐成为业界的研究热点。而高镍三元正极活性材料充电至4.5V即会产生大量的强氧化性Ni⁴⁺，Ni⁴⁺从正极溶出后极易氧化电解液溶剂、消耗活性锂离子，电解液快速消耗生成的副产物(例如，水等质子产物)还会加速劣化电解液性能、加速正极活性材料中金属的溶出、甚至造成正极活性材料结构坍塌，导致电解液在正、负极表面生成的界面膜被破坏、正极表面的阻抗急速增加，最终导致电池产气膨胀、电池性能跳水。此外，高镍材料在高电位下较易发生析氧现象，从而会进一步加速电解液的氧化分解、产气，上述界面膜的稳定性会加速衰减，造成电池内部阻抗的加速升高、电池性能加速衰减。此外，高温条件会使SEI及CEI膜溶解从而稳定性下降，溶剂分子容易在正负极界面发生氧化还原反应，消耗活性锂，电池循环性能变差。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种电解液添加剂，包括如式(I)和/或如式(Ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：

其中，R₁、R₁'各自独立地包括氢原子、醚氧原子、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基；R₂、R₃、R₄、R₅、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'各自独立地包括氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的环烷基、或者异氰酸酯基。

本申请中，上述电解液添加剂可以包括至少一种如式(I)所示的分子，至少一种如式(Ⅱ)所示的分子，或者至少一种如式(I)和至少一种如式(Ⅱ)所示的分子。上述电解液添加剂中只含有式(I)或式(Ⅱ)分子时，电解液添加剂也可以是同一主体结构，但取代基结构不相同的分子的混合物。

在电池化成的过程中，上述电解液添加剂可优先电解液中的其他物质(例如，有机溶剂分子-碳酸乙烯酯等物质)发生电化学还原反应，在负极表面生成致密稳固、含有高离子电导率的P-N结构的SEI膜，该SEI膜的界面阻抗较低，且可持续稳定地抑制溶剂在负极界面的还原，减少溶剂的消耗；此外，上述电解液添加剂在电化学还原反应中还可以生成Li₂O、Li₃N等高离子电导率的无机物质，这类物质参与构成SEI膜，可进一步降低电解液与负极间的界面阻抗，进而可显著提高负极的循环性能、减小电池极化的程度。

另一方面，上述氮磷杂环结构还具有较高的电子云密度，使得上述电解液添加剂在电池化成过程中更容易优先电解液溶剂分子被氧化(也即，发生电化学氧化反应)，快速地在正极表面形成致密且稳固、含有P-N结构的CEI膜，该CEI膜具有较高的离子电导率、电位和界面阻抗较低，还可降低正极的表面活性，故可减少正极活性材料与电解液之间的副反应，延长电池寿命；随着上述氮磷杂环结构上的非氢取代基增多，可使得添加剂分子中游离的自由电子更多，更容易被优先氧化形成CEI膜。此外，上述氮磷杂环结构具有Ni⁴⁺的络合位点，可有效络合电池正极材料在充电过程(尤其是充电截止电压达4.5V)中形成的强氧化性Ni⁴⁺，生成低氧化性的、结构稳定的多元环有机金属螯合物，并且上述螯合物能够附着在在正极表面的氧化位点上，在电解液与电极表面之间形成空间位阻，故可阻止正极溶出Ni^{4 +}，减小正极活性材料发生结构坍塌的风险，提升其结构稳定性；还可显著减少Ni⁴⁺对电解液的氧化及对SEI膜的破坏，进而提升电池的安全性能及循环性能(特别是高温高电压下的循环性能)。

再者，上述电解液添加剂与碳酸酯体系的兼容性好，不会影响电解液原本的理化性质。

本申请中，式(Ⅰ)中的R₁、R₂、R₃、R₄、R₅可相同也可不同，还可以同时为氢原子。式(Ⅱ)中R₁'、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'可相同也可不同，还可以同时为氢原子。本申请一些实施方式中，上述R₁-R₅或R₁'-R₆'不同时为氢，此时，更有利于电解液添加剂被优先氧化，快速在正极表面形成CEI膜。

本申请一些实施方式中，R₁、R₁'中所述取代或未取代的烷基的碳原子数为1-10，所述取代或未取代的氨基的碳原子数为0-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数为6-30。可以理解地，未取代的氨基为-NH₂，其碳原子数为0，当氨基为有取代的氨基时，氨基可以包括但不限于伯氨基(-NH₂)、仲氨基(或称为烷基氨基，-NHR)、叔氨基(或称为二烷基氨基，-NRR’)，此时，整个氨基的碳原子数也可控制在1-10。R₂-R₅、R₂'-R₆'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的烯基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的炔基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的环烷基的碳原子数各自独立地为3-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30。控制各取代基中的碳原子数在上述范围内，即是控制了分子链长度或者空间体积在一定的范围内，进而电解液添加剂具有合适的粘度，将其添加至电解液中后不会影响电解液自身的粘度，充分保证最终电解液的浸润性，有利于后续电池中锂离子的传输，进而可充分保证电池性能的正常发挥。示例性地，在一些具体实施例中，电解液添加剂在(25±2)℃下的粘度可以为1.021±0.004mPa·s。

本申请一些实施方式中，R₁、R₁'中，所述取代的烷基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、巯基(-SH)、氨基、羟基(-OH)、酯基(-COOR)、酰基(-COR)、烷氧基(-OR)、异氰酸酯基(-NCO)、异硫氰酸酯基(-NCS)和氰基(-CN)中的至少一种。R₂-R₅、R₂'-R₆'中，所述取代的烷基、所述取代的烯基、所述取代的炔基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、巯基(-SH)、氨基、羟基(-OH)、酯基(-COOR)、酰基(-COR)、烷氧基(-OR)、异氰酸酯基(-NCO)、异硫氰酸酯基(-NCS)和氰基(-CN)中的至少一种。

本申请一些实施方式中，R₁、R₁'中，所述取代的芳基中的取代基各自独立地包括取代或未取代的烷基、卤素原子、巯基、羟基和氰基中的至少一种。R₂-R₅、R₂'-R₆'中，所述取代的芳基、所述取代的环烷基中的取代基各自独立地包括取代或未取代的烷基、卤素原子、巯基、羟基和氰基中的至少一种。

本申请中，所述卤素原子可以包括氟原子(F)、氯原子(Cl)、溴原子(Br)、碘原子(I)。所述氨基可以包括但不限于伯氨基(-NH₂)、仲氨基(或称为烷基氨基，-NHR)、叔氨基(或称为二烷基氨基，-NRR’)。需要说明的是，上述烷基、烯基、炔基中的取代基团可含有多个碳原子(例如，这些取代基团可以是酯基、仲氨基、叔氨基、烷氧基等)，这些取代基团的碳链长度需控制在合适的范围内，以保证该添加剂的粘度在合适的范围内，进而可保证电解液的浸润性能。

本申请一些具体实施方式中，上述氮磷杂环类添加剂的结构式可以如下式(A)-(K)所示：

其中，式(A)所示的结构式为1-甲基-2-甲氧基-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(B)所示的结构为1-甲基-2(乙烯基氨基)-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(C)所示的结构为1-甲基-2-(甲氨基甲基)-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(D)所示结构式为2-乙基-1,4-二甲基-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(E)所示结构式为2-(乙炔氧基)-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(F)所示结构式为2-((3-氯环戊基)甲基)-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(G)所示结构式为2-苄基-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(H)所示结构式为2-异氰酸酯-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物；式(J)所示结构式为2-(乙氨基)-4-甲基-1,3-二氮-2-磷杂环己烷2-氧化物；式(K)所示结构式为六氢-2-[双(2-氯乙基)氨基]-1,3-二氮-2-磷杂环己烷2-氧化物(CAS：20982-36-9)。

本申请实施例还提供了电解液，包括锂盐、有机溶剂，还包括本申请实施例提供的电解液添加剂。

该电解液特别适用于高镍三元材料电池、高电压(大于或等于4.5V vs.Li/Li⁺)环境下应用的电池。该电解液中的电解液添加剂可优先于电解液中的其他物质快速地在正、负极表面分别生成稳固的低阻抗CEI膜、SEI膜，阻碍电极与电解液之间的副反应，提升电池的耐高电压特性、高温高电压条件下的循环性能以及安全性能。该电解液中的添加剂还可以络合电池充放电过程中产生的Ni⁴⁺，阻止Ni⁴⁺从正极溶出，减小正极活性材料发生结构坍塌的风险，提升其结构稳定性；还可显著减少Ni⁴⁺对电解液的氧化及对SEI膜的破坏，进而提升电池的安全性能及循环性能(特别是高温高电压下的循环性能)。同时上述电解液添加剂还可在电化学还原反应中生成离子电导率较高的物质(例如，Li₂O、Li₃N等)，进一步降低上述界面膜的阻抗，有利于电池的倍率性能。

电解液添加剂在所述电解液中的质量百分数为0.1％-10％。示例性地，电解液添加剂在所述电解液中的质量百分数可以为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等。控制电解液添加剂的浓度在合适的范围内，既能够保证生成的SEI膜及CEI膜具有合适的厚度，还不会占据电解液中其他物质的含量，能充分保证电池性能的正常发挥的基础上，提高电池的耐高压特性、循环性能。

本申请一些实施方式中，电解液中还包括成膜添加剂，成膜添加剂包括但不限于碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烯磺酸内酯(PST/PRS)、硫酸乙烯酯(DTD)中的至少一种。本申请一些具体实施例中，成膜添加剂优选为碳酸亚乙烯酯(VC)。在含有成膜添加剂的电解液体系中，成膜添加剂不仅不会影响电解液添加剂在正、负极的成膜反应，还能够在负极表面也生成一层较薄且稳定性较好的低阻抗SEI膜，与前述电解液添加剂在负极形成的SEI膜的配合效果好。

本申请一些实施方式中，所述成膜添加剂在所述电解液中的质量百分数为0.1％-10％。示例性地，上述成膜添加剂在所述电解液中的质量百分数可以为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％等。在一些具体实施例中，成膜添加剂的质量百分数优选为3％。适量的成膜添加剂可提高电池电极与电解液的界面稳定性。

本申请一些实施方式中，上述成膜添加剂与上述电解液添加剂的质量百分比为1：(0.1-3)。二者之间具有合适的比例，有利于形成稳定致密的SEI膜，进而有利于最终电池的电化学性能。

本申请一些实施方式中，所述有机溶剂包括但不限于环状碳酸酯和线性碳酸酯，所述环状碳酸酯包括但不限于碳酸乙烯酯，所述线性碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、甲基乙基碳酸酯中的至少一种；其中，所述环状碳酸酯的质量是线性碳酸酯的质量的1-2.5倍。环状碳酸酯的介电常数高，线性碳酸酯的粘度小，二者配合使用有利于提升电解液的离子电导率，此外环状碳酸酯还可以参与SEI膜的形成，从而有效阻止负极副反应的发生。示例性的，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合液，且碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的质量比可以在1：(2-2.5)的范围内；例如，碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的质量比可以为1:2、1:2.33、1:2.5等。

本申请一些实施方式中，上述所述锂盐包括但不限于六氟磷酸锂(LiPF₆)。所述六氟磷酸锂的摩尔浓度为0.1mol/L-1.2mol/L，优选为1mol/L。六氟磷酸锂作为电解液锂盐，其综合性能最好，适量的LiPF₆有利于电池性能的发挥。

本申请一些实施方式中，所述电解液还包括双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)或双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)。上述两种锂盐作为添加剂使用，该类锂盐的氟含量低，不易产生氢氟酸，在电解液中少量添加上述锂盐，有利于提升电解液的耐高温性能，同时双氟磺酸亚胺锂也能在电池负极成膜，加强SEI膜的稳固性。

本申请实施例还提供了一种锂电池，容置有本申请实施例提供的电解液。具体地，该电池包括电池壳体和容纳于电池壳体内的电芯、电解液。其中，电芯包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极片之间的隔膜。

该锂电池的制备方法包括以下步骤：将正极极片、隔膜和负极极片依次层叠或卷绕设置，构成电芯，将该电芯容纳在电池壳体中，并注入上述电解液，然后将电池壳体密封即可制得锂电池。含有上述电解液的锂电池在具有良好的耐高电压特性的同时，还具有优异的高温、高电压循环性能，且安全性好。

本申请中，负极极片、正极极片、隔膜均为电池领域的常规选择。正极极片包括正极集流体和设置在正极集流体上的正极活性材料层。正极活性材料层包括正极活性物质、正极粘结剂及可选的导电剂。正极活性物质包括但不限于镍锰钴三元材料、镍钴铝三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂、富锂锰基材料等中的一种或多种。示例性地，所述镍锰钴三元材料包括LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)、Li_0.33Ni_0.33Co_0.33MnO₂(NCM111)、Li_0.4Ni_0.2Co_0.4MnO₂(NCM424)、Li_0.6Ni_0.2Co_0.2MnO₂(NCM622)、Li_0.8Ni_0.1Co_0.1MnO₂(NCM811)、Li_0.85Ni_0.075Co_0.075MnO₂等材料。负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体上的负极活性材料层，其中，负极活性材料层可以包括负极活性物质、负极粘结剂及可选的导电剂。示例性地，负极活性物质包括但不限于石墨，天然石墨，中间相碳微球(MCMB)，硅碳负极材料等。

该锂电池具有良好的耐高电压特性，优异的高温、高电压循环性能，且其高温膨胀特性较好，从而该电池具有较高的安全性能和较长的使用寿命。

下面分多个实施例进一步详细说明本申请技术方案。

实施例1

将60g碳酸乙烯酯(EC)和140g的碳酸二乙酯(DEC)混合，得到电解液的有机溶剂；向上述有机溶剂中加入30g的锂盐-六氟磷酸锂，再加入2.14g的电解液添加剂1-甲基-2-甲氧基-1,3-二氮-2-磷杂环戊烷2-氧化物，搅拌均匀后得到电解液；该电解液中电解液添加剂的质量百分数为0.09％，锂盐的摩尔浓度为1mol/L。

实施例2

与实施例1的区别仅为：电解液中还添加有7.1g的成膜添加剂-碳酸亚乙烯酯(VC)，使得电解液中成膜添加剂的质量百分数为3％。

实施例3-实施例15

实施例3-15使用的有机溶剂均为140g的DEC与60g的EC的混合溶剂，且均含有3wt.％的VC，电解液中锂盐的摩尔浓度均为1mol/L；实施例3-15与实施例2的区别参数汇总在表1中，此处不再赘述。

表1实施例电解液中电解液添加剂的参数汇总表

为突显本申请实施例的有益效果，设置以下对比例。

对比例1

对比例1电解液仅为锂盐-六氟磷酸锂的有机溶液，有机溶剂为140g的DEC与60g的EC的混合溶剂，电解液中锂盐的摩尔浓度为1mol/L。

对比例2

与对比例1的区别为，电解液中还含有7.1g的成膜添加剂-碳酸亚乙烯酯(VC)。

性能测试

(1)电池制备：将100重量份的三元镍锰钴材料LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(NCM523)与2重量份的碳纳米管，1重量份的Super-p，以及2重量份的粘结剂(具体是偏氟聚乙烯)混合成均匀的糊状物，均匀地涂覆在正极集流体(具体是铝箔)上，在80℃真空干燥24h得到正极极片。

将100重量份的负极活性材料(具体是石墨)，1份的导电剂(具体是Super-p)，1.5重量份的增稠剂(具体是羧甲基纤维素钠)和2.5重量份的粘结剂(具体是丁苯橡胶)混合成均匀的糊状物，均匀地涂覆在负极集流体(具体是铜箔)上，在80℃真空干燥24h得到负极极片。

在含水量小于5ppm的氩气手套箱中，将上述正极极片、隔膜与负极极片按顺序叠放，卷绕成裸电芯，将该裸电芯装入电池壳体中并进行焊接，随后将1.6g的各实施例和对比例电解液分别注入到各电池壳体中，对电池壳体密封，制成锂电池。将上述电池先以40mA(0.05C)电流充电到1.5V，并在1.5V保持10h，以使电池电极极片充分润湿。恒压完成后，电池最初以一个较小电流8mA(C/100)充电10h，用以形成稳定致密的SEI膜，接着以40mA(0.05C)电流充电到4.35V，后放电到3.0V。得到的实施例电池分别记为S1-S15，对比例电池记为DS1-DS2。

(2)电池膨胀率测试：将电池S1-S15及DS1-DS2以0.5C(400mA)充电，截止电压为4.5V，再以4.5V恒压充电，截止电流40mA，得到满电态的电池。将满电态的上述电池放置在60℃恒温烘箱存储5天，每种条件10支，结果取其平均值。用游标卡尺测量电池存储前后的厚度，将存储后的厚度减去存储前的厚度，用厚度差值再除以存储前的厚度得到的百分数记为电池膨胀率。结果汇总在表2中。

(3)镍元素溶出量测试：将上述完成电池膨胀率测试的电池拆开后，用5mL二氯甲烷中对正负极隔膜及铝塑膜反复冲洗，再将洗液进行电感耦合等离子光谱仪(inductivecoupled plasma emission spectrometer，ICP)测试，测试仪器为赛默飞电感耦合离子光谱仪，测试条件为一般测试员熟知。每种条件10支，结果取其平均值，记正极镍元素溶出量。结果汇总在表2中。

(4)电池高压循环性能测试以及电池直流内阻测试：将S1-S15及DS1-DS2电池的气囊减去并抽真空封口，之后置于25℃的恒温箱中，在电压为2.75V到4.5V之间分别以1C(800mA)的电流进行充放电循环300次，将各电池在第300次循环的放电容量除以第一次循环的初始放电容量得到的百分数记为容量保持率。

将循环300次后的电池充电至4.5V，静置2h，立即测定电池在上述2h的最后1s时的瞬时电压U₁，并以1.5C恒电流I₀放电30s，测定放电第1s时的瞬时电压U₂；电池的直流内阻(direct current internal resistance，DCIR)通过以下公式计算得到：DCIR＝(U₁-U₂)/I₀。

每个实施例和对比例均各自选取10支电池进行测试，每组测试结果取10支电池的平均值，将各电池的测试结果汇总在表2中。

表2实施例电池S1-S15及对比例电池DS1-DS2的电化学性能汇总表

从表2中的数据可以看出，本申请实施例提供的氮磷杂环类物质的电解液添加剂可显著减小满电态电池的高温储存膨胀率，故可显著提升电池在高温环境下的安全性能；同时，上述电解液添加剂还可有效降低高镍三元电池在充电至4.5V并满电态高温储存过程中的正极镍溶出，提升电池在高电压下循环后的容量保持率，循环后电池的DCIR值也维持在一个较低的水平，说明电芯的极化问题得到了很好的改善。此外，电解液添加剂的含量、成膜添加剂、以及二者的含量比值也会影响电池性能的发挥。

以上所述是本申请的示例性实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对其做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括如式(I)和/或如式(Ⅱ)所示的氮磷杂环类物质：

其中，R₁、R₁'各自独立地包括氢原子、醚氧原子、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基；R₂、R₃、R₄、R₅、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'各自独立地包括氢原子、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、取代或未取代的环烷基、或者异氰酸酯基。

2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述R₁、R₁'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的氨基的碳原子数各自独立地为0-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30；所述R₂、R₃、R₄、R₅、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'中，所述取代或未取代的烷基的碳原子数各自独立地为1-10，所述取代或未取代的烯基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的炔基的碳原子数各自独立地为2-10，所述取代或未取代的环烷基的碳原子数各自独立地为3-10，所述取代或未取代的芳基的碳原子数各自独立地为6-30。

3.根据权利要求1-2任一项所述的电解液添加剂，其特征在于，所述R₁、R₁'中，所述取代的烷基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、芳基、巯基、氨基、羟基、酯基、酰基、烷氧基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基和氰基中的至少一种；所述R₂、R₃、R₄、R₅、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'中，所述取代的烷基、所述取代的烯基、所述取代的炔基中的取代基团各自独立地包括卤素原子、芳基、巯基、氨基、羟基、酯基、酰基、烷氧基、异氰酸酯基、异硫氰酸酯基和氰基中的至少一种；所述R₁、R₁'中，所述取代的芳基中的取代基各自独立地包括取代或未取代的烷基、卤素原子、巯基、羟基和氰基中的至少一种；所述R₂、R₃、R₄、R₅、R₂'、R₃'、R₄'、R₅'、R₆'中，所述取代的芳基、所述取代的环烷基中的取代基各自独立地包括取代或未取代的烷基、卤素原子、巯基、羟基和氰基中的至少一种。

4.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、有机溶剂，还包括如权利要求1-3任一项所述的电解液添加剂。

5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述电解液添加剂在所述电解液中的质量百分数为0.1-10％。

6.根据权利要求4-5任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括成膜添加剂；所述成膜添加剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯和硫酸乙烯酯中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述成膜添加剂在所述电解液中的质量百分数为0.1％-10％。

8.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述成膜添加剂与所述电解液添加剂的质量百分比为1：(0.1-3)。

9.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯，所述线性碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和甲基乙基碳酸酯中的至少一种；其中，所述环状碳酸酯的质量是所述线性碳酸酯的质量的1-2.5倍。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池容置有如权利要求4-9任一项所述的电解液。