本發(fā)明屬于電化學(xué)儲能，涉及電解液添加劑，具體是涉及一種氰乙基胺化合物及其在電解液、鋰離子電池中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、鋰離子電池憑借其自身具有的優(yōu)勢(高輸出電壓、高容量和穩(wěn)定的嵌入式材料結(jié)構(gòu))迅速獲得科研及產(chǎn)業(yè)界高度關(guān)注，被廣泛應(yīng)用于便攜電子設(shè)備、電動(dòng)汽車及儲能領(lǐng)域。盡管取得了諸多成就，但為了滿足對更高能量密度和更長循環(huán)壽命的要求，必須開發(fā)出能夠提供更高工作電壓和比容量的正極材料。
2、lini0.8co0.1mn0.1o2(ncm811)由于其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、比容量高、成本低等優(yōu)勢，逐漸取代了傳統(tǒng)鈷酸鋰正極，有著更加廣闊的研究及應(yīng)用前景。但ncm811的應(yīng)用也存在循環(huán)性能差、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性和過渡金屬溶出等許多問題。其一：高鎳材料在深度脫鋰時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的顆粒收縮體積變化，過程中會(huì)產(chǎn)生較多裂紋，這些裂紋會(huì)導(dǎo)致電池循環(huán)性能下降，也會(huì)和電解液產(chǎn)生更多的負(fù)反應(yīng)。其二：在電池充放電過程中，電解液中l(wèi)ipf6水解產(chǎn)生的不可避免的酸性物質(zhì)也會(huì)加速ncm811內(nèi)的過渡金屬離子溶出，造成材料結(jié)構(gòu)坍塌，由層狀結(jié)構(gòu)向尖晶石結(jié)構(gòu)進(jìn)行不可逆相轉(zhuǎn)變，降低循環(huán)壽命。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，本發(fā)明的目的是提供一種電解液添加劑來改善ncm811正極的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高ncm811鋰離子電池的性能。
2、實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)方案包括如下。
3、本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種具有式(i)所示結(jié)構(gòu)的氰乙基胺化合物，
4、
5、其中，z選自如下基團(tuán)：
6、
7、r1、r2、r7各自獨(dú)立選自：c1-c4亞烷基；
8、r3、r8各自獨(dú)立選自：亞甲基、亞乙基，或者不存在；
9、r4、r5、r6各自獨(dú)立選自：c1-c4烷基。
10、本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種電解液，其含有添加劑，所述添加劑選自本發(fā)明所述的氰乙基胺化合物中的任意一種或多種。
11、本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種鋰離子電池，其電解液為本發(fā)明所述的電解液。
12、本發(fā)明具有以下有益效果：
13、本發(fā)明提供的氰乙基胺化合物作為鋰離子電池電解液的添加劑，能夠優(yōu)先于鋰鹽電解質(zhì)在電極表面氧化形成穩(wěn)定均勻的保護(hù)膜，降低電解液與正極材料界面的副反應(yīng)，保護(hù)正極材料結(jié)構(gòu)的完整性，減小界面膜阻抗，而且還能有效抑制電解液中的鋰鹽水解，避免由于鋰鹽水解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)對ncm811電極結(jié)構(gòu)的破壞。在上述多種作用的配合下，本發(fā)明的氰乙基胺化合物，只需要少量添加于鋰離子電池的電解液中，就可以形成穩(wěn)定的電極保護(hù)膜、抑制電解液氧化分解并且保護(hù)正極，從而有效提高電池的循環(huán)壽命、倍率性能和放電比容量。
1.具有式(i)所示結(jié)構(gòu)的氰乙基胺化合物，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氰乙基胺化合物，其特征在于，選自如下化合物：
3.一種電解液，其特征在于，其含有添加劑，所述添加劑選自權(quán)利要求1或2所述的氰乙基胺化合物中的任意一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述添加劑在所述電解液中的質(zhì)量百分比為0.2％-3％，優(yōu)選為0.4％-2％，更優(yōu)選為0.5％-1.5％，更優(yōu)選為0.8％-1.2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電解液，其特征在于，其還含有鋰鹽電解質(zhì)，所述鋰鹽電解質(zhì)在所述電解液中的濃度優(yōu)選為1mol/l-1.2mol/l。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽電解質(zhì)選自六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰和雙氟磺酰亞胺鋰以及它們對應(yīng)的金屬鈉鹽中的任意一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電解液，其特征在于，其還含有溶劑，所述溶劑優(yōu)選自碳酸酯類溶劑中的任意一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電解液，其特征在于，所述溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸丙烯酯中的任意一種或多種，優(yōu)選為體積比為1：0.9-1.1：0.9-1.1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的組合。
9.一種鋰離子電池，其特征在于，其電解液為權(quán)利要求3-8任一項(xiàng)所述的電解液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，其正極材料為lini0.8co0.1mn0.1o2。