4,6-三甲胺基-[1,3,5,2,4,6]三氮三硅氮烷(簡稱為 AN3)。
[0046] 在上述電解液中,所述具有醚鍵的二腈化合物的結構式如下述式(2)所示:
[0047] 式(2),
[0048]其中,R1Q、Rn、R12各自獨立地為選自碳原子數為1~5的亞烷基、或者碳原子數為2 ~5的亞烯基,m為1~5的整數。
[0049] 碳原子數為1~5的亞烷基,其中亞烷基可為鏈狀亞烷基也可為環狀亞烷基。另外, 所述亞烷基的碳原子數的優選的下限值可為1、2,優選的上限值可為2、3、4。
[0050] 作為亞烷基的實例,具體可以舉出:亞甲基、1,2_亞乙基、1,3_亞丙基、2-甲基-1, 3-亞丙基、1,3-二甲基亞丙基、1-甲基-1,2-亞乙基,1,1_二甲基亞乙基、1,2-二甲基亞乙 基、1,4_亞丁基、1,5_亞戊基、1,6_亞己基、1,1,4,4_四甲基亞丁基、亞環丙基、1,2_亞環丙 基、1,3-亞環丁基、亞環丁基、亞環己基、1,4-亞環己基、1,4-亞環庚基、亞環庚基、1,5-亞環 辛基、亞環辛基。
[0051] 碳原子數為2~5的亞烯基,其中亞烯基的具體種類并沒有特別的限制,可根據實 際需求進行選擇,例如環狀烯基和鏈狀烯基均可,當為環狀烯基時,環狀烯基還可被其它取 代基進行取代,例如烷基和/或烯基。另外,所述烯基中的雙鍵的個數以及雙鍵的位置并沒 有特別的限制,可根據實際情況選擇所需結構的烯基。特別的,雙鍵的個數可為1個、2個、3 個或4個。在所述亞烯基中,亞烯基的碳原子數的優選的下限值可為2、3,優選的上限值可為 2、3、4〇
[0052] 作為亞烯基的實例,具體可以舉出:1,2_亞乙烯基、亞乙烯基、1,3_亞丙烯基、2-亞 丙烯基、甲基_1,2-亞乙烯基、乙基-1,2-亞乙烯基、1,4 -亞丁烯基、1,5-亞戊烯基、1, 6-亞己烯基、1,7-亞庚烯基、1,8-亞辛烯基、亞環丁烯基、2 -亞環戊烯基、1,4-亞 環己-2-烯基、2-亞環庚烯基、I,5-亞環辛-3-烯基。
[0053]優選地,所述具有醚鍵的二腈化合物為選自下述物質中的至少一種:3,5-二氧雜-庚二腈(簡稱為AM1)、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷(簡稱為AM2)、乙二醇二(2-氰基乙基)醚 (簡稱為AM3)、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰 基乙基)醚、1,3_二(2-氰基乙氧基)丙烷(AM4)、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5_二(2-氰 基乙氧基)戊烷和乙二醇二(4-氰基丁基)醚。優選地,所述具有醚鍵的二腈化合物為乙二醇 二(2-氰基乙基)醚。
[0054] 其中,具有醚鍵的二腈化合物的部分實例的結構式如下所示:
[0055]
3,5-二氧雜-庚二腈(簡稱為AMl);
[0056]
1,4_二(2-氰基乙氧基)丁烷 (簡稱為AM2);
[0057]乙二醇二(2-氰基乙基)醚(簡稱為 AM3);
[0058] 1,3_二(2_氛基乙氧基)丙烷(簡 稱為AM4)。
[0059] 經研究發現,由于本申請提供的電解液中包括環三硅氮烷化合物以及具有醚鍵的 二腈化合物,將該電解液應用到鋰離子電池中后,能夠提高鋰離子電池在高電壓下的循環 性能、倍率性能和高溫存儲性能,例如提高了鋰離子電池在4.4V~5V的高電壓下循環性能 和倍率性能以及在4.4V~5V的高電壓和85°C下的存儲性能,此外,還提高了鋰離子電池的 安全性能,例如提高了鋰離子電池的熱穩定性能,在150°C的溫度下,鋰離子電池的熱穩定 性好,基本不會出現冒煙、起火和爆炸的現象。
[0060] 在本申請中,所述環三硅氮烷化合物可根據常規的合成方法獲得,例如可參見 US4613490(A),當然所述環三硅氮烷化合物也可以通過商購獲得;具有醚鍵的二腈化合物 可通過現有的合成方法獲得,可參見CN201280006888.9,也可以通過商購獲得,其來源并不 受到具體的限制。
[0061] 優選地,所述環三硅氮烷化合物和具有醚鍵的二腈化合物的總含量為電解液的總 重量的0.01 %~10%。經研究發現,當兩者的總含量低于0.01 %時,電解液不能有效地形成 穩定的鈍化膜,鋰離子電池的高溫存儲性能和倍率性能基本得不到改善;當總含量超過 10%時,所形成的膜較厚,阻抗增加,會降低鋰離子電池的循環性能。進一步優選地,所述環 三硅氮烷化合物和具有醚鍵的二腈化合物總含量為電解液的總重量的1~5%。此外,需要 說明的是,所述環三硅氮烷化合物和具有醚鍵的二腈化合物的含量比例不受限制。為了能 夠進一步提高鋰離子電池的高溫存儲性能和倍率性能以及安全性能,優選地,所述環三硅 氮烷和具有醚鍵的二腈化合物的重量比為環三硅氮烷:具有醚鍵的二腈化合物=1: 3~3: 1〇
[0062] 在上述電解液中,優選地,所述添加劑中還包括添加劑B,所述添加劑B為選自醚化 合物、腈化合物、含有硫氧雙鍵的環狀酯化合物、含有碳-碳不飽和鍵的環狀碳酸酯化合物、 含有碳-氮雙鍵的化合物中的至少一種。
[0063] 在上述添加劑B中,所述醚化合物,可為環狀醚化合物,也可為鏈狀醚化合物,在所 述醚化合物中,氧原子的個數可為1個、2個、3個或4個,所述醚化合物還可被其他基團所取 代,優選地,所述醚化合物可被含有鹵原子的取代基所取代,其中鹵原子為?、(:13^優選為 F;作為醚化合物的具體例子,可列舉:1_乙氧基-丙烷(簡稱為EPE)、2-三氟甲基-3-甲氧基 全氣戊燒(簡稱為TMMP)、1,1,2,2_四氣乙基-2' ,2' ,3' ,3'-四氣丙基釀(簡稱為F-EPE)。優 選地,醚化合物的含量為電解液的總重量的0.01~5 %,進一步優選地,醚化合物的含量為 電解液的總重量的0.1~3%。
[0064] 1,1,2,2_四氟乙基I J J J -四氟丙基醚(F-EPE)如下式(Ia)所示:
[0065] 式(Ia),,
[0066] 在所述腈化合物中,腈化合物中的氰基的個數可為1個、2個、3個、4個或5個,諸如 只含有一個氰基時為單腈化合物,當含有兩個氰基時為雙腈化合物,當含有三個氰基時為 三腈化合物,當含有四個氰基時為四腈化合物。另外,在所述腈化合物中,還可含有碳碳雙 鍵。優選地,所述腈化合物為選自單腈化合物、雙腈化合物、三腈化合物和四腈化合物中至 少一種。
[0067] 作為腈化合物的具體例子,可列舉:乙腈、丙腈、丁腈、異丁腈、戊腈、異戊腈、2-甲 基丁腈、三甲基乙腈、己腈、環戊腈、環己腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、丁烯腈、3-甲基丁烯腈、2-甲基-2-丁稀腈、2-戊稀腈、2-甲基-2-戊稀腈、3-甲基-2-戊稀腈、2-己稀腈、氟乙腈、二氟乙 腈、二氟乙腈、2_氟丙腈、3-氟丙腈、2,2-二氟丙腈、2,3-二氟丙腈、3,3-二氟丙腈、2,2,3_二 氟丙腈、3,3,3_三氟丙腈、五氟丙腈等單腈化合物;丙二腈、丁二腈、2-甲基丁二腈、四甲基 丁二腈、戊二腈、2-甲基戊二腈、己二腈、富馬二腈、2-亞甲基戊二腈等雙腈化合物;1,3,5-戊二甲臆、1,2,3-丙二甲臆、1,3,6_己燒二臆等二臆化合物;四氛基乙稀等四臆化合物等。 優選地,所述腈化合物為選自乙腈、丙腈、丁腈、戊腈、丁烯腈、3-甲基丁烯腈、丙二腈、丁二 腈、戊二腈、己二腈(簡稱為ADN)以及富馬二腈中的至少一種,進一步優選地,所述腈化合物 為選自丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、富馬二腈以及1,3,6-己烷三腈中的至少一種。優選 地,所述含有腈化合物的含量為電解液的總重量的0.01~5%,進一步優選地,所述含有腈 化合物的含量為電解液的總重量的0.1~3 %。
[0068] 所述含有硫氧雙鍵的環狀酯化合物可為環狀硫酸酯、環狀亞硫酸酯、飽和磺內酯 以及含有碳-碳雙鍵的不飽和磺內酯中的至少一種。優選地,所述含有硫氧雙鍵的環狀酯化 合物為選自硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亞硫酸丙烯酯、1,3_丙磺酸內酯(簡稱為PS)、1,4_丁 磺酸內酯以及丙烯基-1,3-磺酸內酯中的至少一種。優選地,所述含有硫氧雙鍵的環狀酯化 合物的含量為電解液的總重量的0.01~5%,進一步優選地,所述含有硫氧雙鍵的環狀酯化 合物的含量為電解液的總重量的〇. 1~3%。
[0069] 在所述含有碳-碳不飽和鍵的環狀碳酸酯化合物中,碳-碳不飽和鍵優選為雙鍵, 所述雙鍵可位于環上,也可不位于環上。在上述電解液中,優選地,所述含有碳-碳不飽和鍵 的環狀碳酸酯化合物為選自碳酸亞乙烯酯(簡稱為VC)、氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸亞乙烯 酯、1,2_二氟代碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸亞乙酯中的至少一種。優選地,所述含有碳-碳不 飽和鍵的環狀碳酸酯化合物的含量為電解液的總重量的0.01~5%,進一步優選地,所述含 有碳-碳不飽和鍵的環狀碳酸酯類化合物的含量為電解液的總重量的〇. 1~3%。
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