一种磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂及应用的制作方法

本发明涉及锂离子电池，具体而言，涉及一种磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂及应用。

背景技术：

1、磷酸锰铁锂(life1-xmnxpo4，lmfp)作为一种新兴的锂离子电池正极材料，近年来在新能源领域受到了广泛关注。磷酸锰铁锂可以看作是磷酸铁锂(lifepo4，lfp)与磷酸锰锂(limnpo4，lmp)的固溶体，具有有序的橄榄石结构；这使得锂离子能够通过结构中的通道迁移，从而具有高安全性和化学稳定性。除此之外，磷酸锰铁锂还具有能量密度高、低温性能好、成本低等优点，被认为是磷酸铁锂的理想升级产品。

2、但是，磷酸锰铁锂材料易发生姜-泰勒效应，特别是高电压条件时，锰析出而导致日历寿命、循环性能等急剧恶化。同时，高电压下电解液分解产生的酸进一步加剧磷酸锰铁锂材料中mn3+歧化反应的发生，促使mn2+和mn4+溶解在电解液中并在负极发生还原反应，破坏负极的sei膜，遭到破环的负极sei膜会不断进行修复，导致活性锂损失，进而降低电池容量，影响其电化学性能。

3、为了解决这一问题，常规的解决方案是控制锂离子电池的使用电压窗口，以保障电芯的循环性能。但这种做法降低了电芯的能量密度，增加了电芯的成本。有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂，主要用于解决常规磷酸锰铁锂电池电解液中出现锰析出而导致日历寿命、循环性能等急剧恶化的技术缺陷；通过引入本发明所限定的化学结构的有机添加剂，其能够优先在磷酸锰铁锂正极材料表面分解，形成cei膜，提升高电压下磷酸锰铁锂的稳定性，抑制金属锰溶出，提升磷酸锰铁锂电芯在2.5v～4.4v范围内的循环寿命和日历寿命。

2、本发明的第二目的在于提供一种磷酸锰铁锂电池用电解液，具有延长电芯寿命、提高安全性能等技术优势。

3、本发明的第三目的在于提供一种所述的磷酸锰铁锂电池用电解液的制备方法，简单易行，能够满足批量化生产的需求。

4、本发明的第四目的在于提供一种磷酸锰铁锂电池。

5、本发明的第五目的在于提供一种用电设备。

6、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

7、一种磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂，包括如下结构式(ⅰ)的化合物；

8、其中，r1为碳原子数为1～3的烷基，r2为碳原子数为1～3的硅烷基或烷基。

9、一种磷酸锰铁锂电池用电解液，包括所述的磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂。

10、一种所述的磷酸锰铁锂电池用电解液的制备方法，包括如下步骤：将电解液的各组分充分混合，得到磷酸锰铁锂电池用电解液。

11、一种磷酸锰铁锂电池，包括所述的磷酸锰铁锂电池用电解液。

12、一种用电设备，包括所述的磷酸锰铁锂电池。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

14、(1)本发明提供的电解液添加剂通过引入一种以酰胺为基本骨架，包含硅官能团以及氟元素的多官能团功能性添加剂，在阴极构建si-o-r界面膜，提高界面稳定性和界面电导率；同时含氟化合物可以增强电解质在高电压下的阴极相容性，形成一层稳定的cei界面膜，提升磷酸锰铁锂的材料稳定性；另外，该添加剂中含有si-n键，可与水反应，从而抑制氢氟酸对磷酸锰铁锂材料的界面的破坏，进而抑制mn的溶出，使磷酸锰铁锂电芯在高压下具备优异的循环和日历寿命性能。

15、(2)本发明提供了特定组分构成的磷酸锰铁锂电池用的电解液，通过进行小软包电池制备的方法、采用与不同添加剂的电池容量保持率、dcr增长、日历寿命的测试结果相比较，获取得到最佳的添加比例下对应的性能优化效果最佳的磷酸锰铁锂电池。

1.一种磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂，其特征在于，电解液添加剂包括如下结构式(ⅰ)的化合物；

2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括如下结构式(ⅱ)、(ⅲ)或(ⅳ)的化合物中的至少一种；

3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂在磷酸锰铁锂电池用电解液中的质量占比为0.5％～2％。

4.一种磷酸锰铁锂电池用电解液，其特征在于，电解液包括如权利要求1～3任一项所述的磷酸锰铁锂电池用电解液添加剂。

5.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂电池用电解液，其特征在于，所述电解液包括：溶剂、锂盐和所述电解液添加剂；

6.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂电池用电解液，其特征在于，所述电解液还包括功能性添加剂；所述功能性添加剂在磷酸锰铁锂电池用电解液中的质量占比为0～5％。

7.如权利要求4～6任一项所述的磷酸锰铁锂电池用电解液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：将电解液的各组分充分混合，得到磷酸锰铁锂电池用电解液。

8.一种磷酸锰铁锂电池，其特征在于，电池包括如权利要求4～6任一项所述的磷酸锰铁锂电池用电解液。

9.根据权利要求8所述的磷酸锰铁锂电池，其特征在于，所述电池的正极活性材料包括磷酸锰铁锂，所述电池的负极活性材料包括人造石墨。

10.一种用电设备，其特征在于，用电设备包括如权利要求8或9所述的磷酸锰铁锂电池。