含聚醚链有机硅胺电解质材料及其在锂电池电解液中的应用

摘要

本发明提供了一种应用范围广的含聚醚链有机硅胺电解质材料及其锂电池中的应用。其化学结构如式1如示，其中R1，R2选自相同或不同的C1-C10烷基；A为如(CH2)nO[(CH2)m0]x(CH2)y结构的聚醚链段，n，m为0-10的整数，x为1-10的整数；R3，R4和R5选自相同或不同的C1-C10的烷基或烷氧基团，或结构等同于ANR1R2，或-O-SiR6R7R8，R6，R7和R8为C1-C10的烷基。本发明可作为电解质材料或添加剂应用于锂离子电池，锂离子电池电解液包括锂盐，高介电常数溶剂或低沸点的有机溶剂，和化学结构如式1所示的含聚醚链有机硅胺化合物。本发明含聚醚链有机硅胺电解质材料也可以作为电解质材料应用于其它电化学储能器件(如电解电容和超级电容)及其它光电器件(如有机太阳能电池等)。

说明书

技术领域

本发明涉及化学材料合成和电化学储能技术领域，尤其是涉及一类含聚醚柔性分子链段的有机硅胺电解质材料合成及其在锂电池电解液中的应用。

技术背景

目前，锂离子电池产业中所使用的电解质材料主要是有机碳酸酯类化合物和LiPF6锂盐体系，体系的工作模式在技术上仍然存在安全性隐患，其主要原因是碳酸酯类有机电解质材料具有很高的可燃性，因此安全性存在巨大的隐患，尤其是在要求高安全性、大容量和高倍率放电的混合动力和全电汽车应用领域，安全性问题是制约这些材料应用的重要因素。因此，国内外都在积极地研究开发安全、有效和环境友好的新一代有机电解质材料。

有机硅电解质材料具有优良的热稳定性和低温离子传导性能、高电导率、无毒性、低可燃性，和高分解电压等优点，与碳基类似物相比，具有更高的电化学稳定性。West等人在专利中公开了一种含聚烷氧基醚类的有机硅电解质材料(US2006035154-A1)。Aurbach等人报道了在常规电解液中加入1％的有机硅化合物用做添加剂能明显改善电池的高温性能(J.Electrochem.Soc.，147(2000)1322)。但是，关于这一领域的研究仍然需要进一步深入，以开发新型有机硅电解质材料。

发明内容：

本发明的目的是提供一种应用范围广的含聚醚链有机硅胺电解质材料及其锂电池中的应用。

本发明含聚醚链有机硅胺电解质材料的化学结构如式1如示：

其中R₁，R₂选自相同或不同的C1-C10烷基；A为如(CH₂)_nO[(CH₂)_mO]_x(CH₂)_y结构的聚醚链段，n，m为0-10的整数，x为1-10的整数；R₃，R₄和R₅选自相同或不同的C1-C10的烷基或烷氧基团，或结构等同于ANR₁R₂，或-O-SiR₆R₇R₈，R₆，R₇和R₈为相同或不同C1-C10的烷基。

本发明含聚醚链有机硅胺电解质材料，材料化学结构中的聚醚链提供与锂离子络合点，进行离子传输；化学结构中的胺基可以消除现有电解液体系由于LiPF6水解而产生的酸性物质，从而提高电池的性能。

本发明含聚醚链有机硅胺电解质材料可作为电解质材料或添加剂应用于锂离子电池，所述锂离子电池电解液包括锂盐，高介电常数溶剂或低沸点的有机溶剂，和化学结构如式1所示的含聚醚链有机硅胺化合物。

本发明含聚醚链有机硅胺电解质材料也可以作为电解质材料应用于其它电化学储能器件(如电解电容和超级电容)及其它光电器件(如有机太阳能电池等)。

附图说明

图1本发明实施例1-6化合物的玻璃化转变温度曲线。用差示扫描量热仪测量实施例1-6化合物的玻璃化转变温度，这些材料的玻璃化转变温度都较低。

图2为本发明实施例1-5化合物的离子电导率随温度变化曲线(1MLiTFSI)。把锂盐LiN(CF₃S₂O₂)₂溶解于相应的含烷氧基有机硅胺化合物配成1M浓度的电解液，用离子电导率仪测量其变温下的离子电导率。

图3为本发明实施例2化合物电解液体电池的0.2C充放循环性能和电池效率曲线。

图4为对比例1商业电解液(1M LiPF6 EC/DEC＝1/2+1％VC+1％VEC)参比电池与添加不同比例N2化合物(3％，5％，7％)的电池在相同测试条件下的容量保持率曲线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步说明。

本发明含聚醚链有机硅胺电解质材料的实施例制备方法步骤如下：过量的烷氧醇胺化合物与金属钠反应转化为相应的醇钠盐，然后在室温下加入氯硅烷化合物，反应体系升温后反应48h。用正己烷萃取反应粗产物，常压蒸馏得到无色液体(反应式1，实施例1-5)。当反应式1中的n为0时，实施例产物可通过六甲基二硅烷胺与相应的烷氧醇胺在少量金属钠的存在下回流反应，然后直接蒸馏得到产物，实施例8为其中的一个例子(n＝0；m＝2；x＝1；y＝2)。

反应式1

含较长聚醚链的化合物的合成可以通过如实施例6路线进行(反应式2所示)。首先，相应链长的二醇与金属钠和氯硅烷反应转化为有机硅醇化合物，然后与甲基磺酰氯反应转化为相应的甲基磺酸酯，再与碘化钠(NaI)反应转化为相应的有机硅碘化物，最后与二甲胺盐酸盐反应得到相应的有机硅胺化合物。

反应式2

当R₃，R₄和R₅结构中有一个以上等同于ANR₁R₂或聚醚链的结构时，实施例的合成可通过相应的氯硅烷与相应的醇胺和聚乙二醇甲醚在四氢呋喃溶剂中反应，用三乙基胺为缚酸剂，最后通过蒸馏得到产物。实施例7为其中的一个例子(n＝1，反应式3)。

反应式3

当有机硅基团为硅氧烷时，该类化合物的合成是通过硅氢键对烯烃的加成反应而实现。首先，烷氧醇胺化合物与金属钠反应转化为相应的醇钠盐，然后在室温下缓慢加入烯丙基溴，反应数小时后，通过抽滤、萃取、洗涤、干燥，蒸馏得到烯丙基取代的烷氧基胺化合物。然后在氩气保护下，取当量的烯丙基取代的烷氧基胺化合物和五甲基二硅氧烷在氯铂酸催化的条件下，升温反应数小时，最后蒸馏可得二硅氧烷取代的烷氧基胺化合物(如实施例9和10，反应式4)。

                    反应式4

含烷氧基取代有机硅的烷氧基胺化合物的合成可以通过反应式5所示路线进行。在氩气保护下，烷氧醇胺化合物与金属钠反应转化为相应的醇钠盐，加入碘化钠(催化量)和氯丙基三乙氧基硅烷，反应数小时后，抽滤、萃取、洗涤、干燥后蒸馏得到目标产物(实施例11)。

                    反应式5

实施例1：N，N-二甲基乙氧基甲基三甲基硅烷(TMSC1EN1)合成

在250mL的两口圆底烧瓶内加入N，N-二甲基乙醇胺(38 g，0.42mol)，然后将金属钠(3.6g，0.16mol)分数批入到反应瓶中，加热至80℃直至钠完全反应完后就停止加热，降温至是室温，加入氯甲基三甲基硅烷(20 g，0.16mol)，室温搅拌半小时后开始逐步升温至110℃左右，反应48小时。用正己烷萃取反应粗产物，常压蒸馏得到无色液体产物。产率：66％，b.p.：160℃。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：-0.01(s，9H，SiCH₃)，2.22(s，6H，NCH₃)，2.38(t，J＝6.0，2H，NCH₂)，3.07(s，2H，SiCH₂N)，3.45(t，J＝6.0，2H，TMSC1OCH₂CH₂OCH₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：0.00，49.17，61.72，68.30，77.16.

²⁹Si NMR(119.3MHz，CDCl₃)：-2.62ppm.

实施例2：N，N-二甲基二乙氧基甲基三甲基硅烷(TMSC1EN2)合成

用N，N-二甲基胺乙氧基乙醇为反应物，采用实施例1相同的合成方法，产物通过减压蒸馏得到无色液体，产率：67％，b.p.：34-35℃/0.2mmHg。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：δ＝0.01(s，9H，SiCH₃)，2.24(s，6H，NCH₃)，2.47(t，J＝5.8，2H，NCH₂)，3.12(s，2H，SiCH₂N)，3.55(m，6H，TMSC1OCH₂CH₂OCH₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：-2.91，46.02，59.10，65.53，69.59，70.35，74.92.

²⁹Si NMR(119.3MHz，CDCl₃)：-2.99.

实施例3：N，N-二甲基乙氧基丙基三甲基硅烷(TMSC3EN1)合成

用3-氯丙基三甲基硅烷代替氯甲基三甲基硅烷为反应物，采用实施例1相同的合成方法，产物通过常压蒸馏得到无色液体，产率：67％，b.p.：201-203℃。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：δ＝-0.01(s，9H，SiCH₃)，0.47(m，2H，TMSCH₂)，1.60(m，2H，TMSCCH₂)，2.28(s，6H，NCH₃)，2.51(t，J＝5.7Hz，2H，CH₂NMe₂)，3.47(tt，J＝6.0，7.2Hz，2H，SiCH₂N).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：-0.00，14.28，25.77，47.68，60.75，770.59，75.99.

²⁹Si NMR(119.3MHz，CDCl₃)：0.52ppm.

实施例4：N，N-二甲基二乙氧基丙基三甲基硅烷(TMSC3EN2)合成

用3-氯丙基三甲基硅烷代替氯甲基三甲基硅烷为反应物，采用实施例2相同的合成方法，产物通过减压蒸馏得到无色液体，产率：72％，b.p.：53℃/0.2mmHg。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：δ＝-0.02(s，9H，SiCH₃)，0.47(m，2H，TMSCH₂)，1.58(m，2H，TMSCCH₂)，2.27(s，6H，NCH₃)，2.52(t，J＝6.0，2H，CH₂NMe₂)，3.42(t，J＝7.2，2H，SiCH₂N)，3.61(m，6H，TMSC₃OCH₂CH₂OCH₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：0.03，14.24，25.73，47.70，60.59，71.18，71.78，72.18，76.07.

²⁹Si NMR(119.3MHz，CDCl₃)：0.491.

实施例5：N，N-二甲基丙氧基三甲基硅烷(TMSC1PrEN1)合成

用N，N-二甲基胺丙氧基乙醇代替N，N-二甲基乙醇胺为反应物，采用实施例1相同的合成方法，产物通过常压蒸馏得到无色液体，b.p.：165℃/0.2mmHg。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：δ＝0.04(s，9H，TMS)，1.72(m，2H，OCH₂)，2.22(s，6H，NMe₂)，2.31(t，J＝7.5Hz，OCH₂CH₂)，3.08(s，2H，TMSCH₂)，3.42(t，2H，J＝6.4Hz，CH₂N).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：0.23，31.14，48.60，59.79，67.70，76.49.

²⁹Si NMR(119.3MHz，CDCl₃)：-2.94.

实施例6：N，N-二甲基三乙氧基甲基三甲基硅烷(TMSC1EN3)合成

2-氯乙基二乙氧基甲基三甲基硅烷根据文献合成(Heterocycles，41，(1995)，2665；J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，(6)，(1991)，437)。二甲胺盐酸盐(43.1g，0.528mol)无水碳酸钾(35.3g，0.256mol)溶于200mL干燥的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，氯乙基二乙氧基甲基三甲基硅烷(20g，0.0585mol)溶解于100mL DMF，在室温下滴入反应体系。滴加完毕后，在室温下继续搅拌2h，然后升温至60℃反应36h。反应体系倒入冰水中，用乙醚萃取，旋转蒸发除去乙醚，减压蒸馏得到无色液体产物，产率：76％，b.p.：90℃/0.5mmHg。

¹H NMR(600MHz，CDCl3)：δ＝0.10(s，6H，Si(CH₃)₂)，2.22(s，12H，NCH₃)，2.45(t，4H，J＝5.8Hz，NCH₂CH₂)，3.523(m，8H，SiO(CH₂CH₂O)₂)，3.79(t，4H，J＝5.4Hz，NCH₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：-0.00，48.99，61.98，68.85，72.56，75.29.

用差示扫描量热仪测量实施例1-6化合物的玻璃化转变温度曲线，图1显示这些材料的玻璃化转变温度都较低。为表征材料的离子电导率，把锂盐LiN(CF₃S₂O₂)₂溶解于相应的有机硅胺化合物配成1M浓度的电解液，用离子电导率仪测量其变温下的离子电导率，图2为本发明实施例1-5化合物的离子电导率随温度变化曲线(1M LiTFSI)。

实施例7：2-(N，N-二甲基二乙氧基)-二甲基硅烷(DSEN2)合成

在0℃冰水浴下，二甲基二氯硅烷慢慢滴入N，N-二甲基胺乙氧基乙醇(1.05当量)和三乙胺(115当量)的四氢呋喃中，加热回流16h，减压蒸馏得到无色液体产物，产率：98％，b.p.：92℃/0.2mmHg。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：δ＝0.10(s，6H，SiCH₃)，2.22(s，12H，NCH₃)，2.46(t，4H，J＝5.8Hz，NCH₂CH₂)，3.52(m，8H，SiOCH₂CH₂O)，3.79(t，4H，J＝5.4Hz，NCH₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：-0.00，48.99，61.98，64.85，72.56，75.29.

实施例8：(N，N-二甲基二乙氧基)三甲基硅烷(SEN2)合成

N，N-二甲基胺乙氧基乙醇(24g，0.18mol)和六甲基二硅烷胺(29g，0.18mol)在室温下混合，再将一小块金属钠(0.16g，7.13mmol)加入，然后加热回流16h，产物直接减压蒸馏得到无色液体产物，产率：98％，b.p.90℃/0.5mmHg。

¹H NMR(600MHz，CDCl3)：δ＝0.07(s，9H，Si(CH₃)₃)，2.22(s，6H，N(CH₃)₂)，2.46(t，2H，J＝6.0Hz，NCH₂CH₂)，3.51(m，4H，SiOCH₂CH₂O)，3.68(t，2H，J＝6.0Hz，N CH₂CH₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：2.08，48.47，61.43，64.49，72.05，74.92.

²⁹Si NMR(119.3MHz，CDCl₃)：17.23.

实施例9：N，N-二甲基胺基乙氧基丙基五甲基二硅氧烷(PMSC₃N₁)的合成

在氩气保护下，取0.33mol N，N-二甲基氨基乙醇(n＝1)溶于130mL干燥的THF中，缓慢加入0.33mol金属钠，加热至80℃直至钠完全反应完全，放置于冰浴中冷却，0.5h后缓慢加入0.33mol烯丙溴，并在此温度下反应3h后升温至室温并搅拌过夜，停止反应后，减压抽滤，用正己烷洗涤，合并正己烷相，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤三次，无水硫酸镁干燥，旋蒸后常压蒸馏得到烯丙基取代的乙氧基胺化合物。在氩气保护下，取82.3mmol烯丙基取代的乙氧基胺和93.7mmol的五甲基二硅氧烷(n＝1)混合搅拌0.5h，然后加入0.4％mmol的H₂PtCl₆，逐步升温至90℃，反应数小时后，减压蒸馏得目标产物。无色透明液体，b.p.：47℃(0.7mmHg)，产率：85％。

N，N-二甲基胺基乙基烯丙基醚：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：5.88～5.93(m，1H，C＝CH-C-O)，5.14～5.22(m，2H，CH₂＝CH-C)，3.97(m，2H，C＝C-CH₂-O)，3.49～3.51(m，2H，-C-O-CH₂-)，2.49(t，2H，-CH₂-N)，2.24(s，6H，-N(CH₃)₂).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：134.87，117.01，72.12，68.09，58.92，45.85.

N，N-二甲基胺基乙氧基丙基五甲基二硅氧烷：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：3.49～3.52(t，2H，-O-CH₂-C-N)，3.36～3.40(t，2H，CH₂-O-C-C-N)，2.47～2.50(t，2H，-CH₂-N)，2.26(s，6H，-N(CH₃)₂)，1.57～1.61(m，2H，-CH₂-C-Si)，0.46～0.50(m，2H，-C-CH₂-Si)，0.02～0.05(d，15H，-SiCH₃).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：74.08，58.92，45.85，23.38，14.26，1.92，0.22.

实施例10：N，N-二甲基胺基二乙氧基丙基五甲基二硅氧烷(PMSC₃N₂)的合成

用N，N-二甲基胺基乙氧基乙醇(n＝2)代替N，N-二甲基氨基乙醇为反应物，采用与实施例9相同的合成方法，通过减压蒸馏得到产物。无色透明液体，b.p.：98℃(3.0mmHg)，产率：74％。

N，N-二甲基胺基二乙氧基烯丙醚：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：5.80～5.85(m，1H，C＝CH-C-O)，5.08～5.25(m，2H，CH₂＝CH-C)，3.94(m，2H，C＝C-CH₂-O)，3.49～3.55(m，6H，O-CH₂-CH₂-O-CH₂-)，2.43(t，2H，-CH₂-N)，2.18(s，6H，-N(CH₃)₂).

¹³C NMR(300MHz，CDCl₃)：134.56，116.80，72.00，70.21，69.24，69.20，58.62，45.67.

N，N-二甲基胺基二乙氧基丙基五甲基二硅氧烷：

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：3.56～3.61(m，6H，-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-C-N)，3.39～3.42(t，2H，O-CH₂-C-C-Si)，2.49～2.51(t，2H，-CH₂-N)，2.25(s，6H，-N(CH₃)₂)，1.57～1.60(m，2H，-CH₂-C-Si)，0.46～0.49(m，2H，-C-CH₂-Si)，0.02～0.04(d，15H，-Si-CH₃).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：74.22，70.40，70.02，69.35，58.82，45.85，23.38，14.19，1.93，0.23.

实施例11：N，N-二甲基胺基二乙氧基丙基三乙氧基硅烷(TEOSC3N2)的合成

在氩气保护下，取0.11mol金属钠加入到0.11mol N，N-二甲基胺基乙氧基乙醇中，搅拌并逐步升温至，100℃直至钠完全反应完后就停止加热，降至80℃时加入50ml干燥的THF，降至60℃后依次加入20％mol的碘化钠和0.11mol 3-氯丙基三乙氧基硅烷，并在此温度下搅拌过夜；冷却至室温后，减压抽滤，用正己烷洗涤，将有机相合并后用无水硫酸镁干燥后常压过滤，旋转蒸发仪除去滤液中的溶剂后，用减压蒸馏得到产物。微黄色透明液体，b.p.：97-98℃(3mm Hg)，产率：14.36％。

¹H NMR(600MHz，CDCl₃)：3.77～3.78(m，6H，C-CH₂-O-Si-)，3.54～3.57(m，6H，O-CH₂-CH₂-O-CH₂-)，3.40(m，2H，Si-C-C-CH₂-O)，3.12(s，2H，O-CH₂-Si)，2.47(m，2H，-CH₂-N)，2.23(s，6H，-N(CH₃)₂)，1.66(m，2H，Si-C-CH₂)，1.17(m，9H，Si-C-CH₃)，0.59(m，2H，Si-CH₂-C).

¹³C NMR(150.9MHz，CDCl₃)：73.62，70.39，69.99，69.35，58.82，58.35，45.84，22.92，18.25，6.42.

本发明化合物应用于锂电池时，可按如下步骤制造。

高介电常数溶剂不特别限制，通常为电池领域常用的溶剂，例如，环状碳酸酯如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯，或γ-丁内酯等。低沸点的有机溶剂也不特别限制，可为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯二甲氧乙烷，或脂肪酸酯衍生物等。高介电常数溶剂和低沸点的有机溶剂的体积比可为1∶1至1∶9，高介电常数溶剂和低沸点的有机溶剂也可以单独使用。锂盐可为在锂电池中通常使用的的锂盐。例如，锂盐可选包括LiClO₄、LiCF₃SO₃、LiPF₆、LiN(CF₃SO₂)₂、LiBF₄、Li(BC₄O₈)和LiN(C₂F₅SO₂)₂等锂盐中的至少一种。有机电解液中锂盐的浓度可为0.5-2.0M。

将正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂混合以制备正极活性材料组合物。将正极活性材料组合物直接涂覆在Al集电体上并干燥以制备正极板。或者，将正极活性材料组合物在独立的基板上流延，并将从其获得的膜层压在Al集电体上以制备正极板。

正极活性材料可为本领域中通常使用的任何含锂的金属氧化物。含锂的金属氧化物的实例包括LiCoO₂、LiMn_xO_2x(其中x＝1、2)、LiNi_1-xMn_xO₂(其中0＜x＜1)和LiNi_1-x-yCo_xNn_yO₂(其中0≤x≤0.5，0≤y≤0.5)和LiFePO₄。

炭黑可用作导电剂。粘合剂可选自偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯及其混合物、或基于丁苯橡胶的聚合物。溶剂可选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、水等。正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂的量可采用现有技术在锂电池中通常使用的用量。

类似地，将负极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂混合以制备负极活性材料组合物。将负极活性材料组合物直接涂覆在Cu集电体上，或在独立的基板上流延，并将从其获得的负极活性材料膜层压在Cu集电体上，以获得负极板。负极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂的量可为现有技术在锂电池中通常使用的用量。

硅金属、硅薄膜、锂金属、锂合金、碳质材料或石墨可用作负极活性材料。负极活性材料组合物中的导电剂、粘结剂和溶剂可与正极活性材料组合物中的那些相同。如果需要，可将增塑剂加入正极活性材料组合物和负极活性材料组合物中以在电极板中产生孔。

隔膜可由在锂电池中通常使用的任何材料构成。可使用对电解质的离子的移动具有低阻抗和具有良好的吸收电解液的能力的材料。例如，该材料可为选自玻璃纤维、聚酯、特氟隆(Teflon)、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)及其组合的无纺物或纺织物。更具体地，锂离子电池可使用包括聚乙烯、聚丙烯等之一的可卷绕的隔膜，和锂离子电池可使用具有优异的浸渍有机电解液的能力的隔膜。

如上所述，在采用有含烷氧基有机硅胺电解质材料一适当比例混合而制备的电解液的锂电池中，可以形成均匀稳定的保护层，且电池的效率可以较现有技术得到提高。

下面将通过实施例描述本发明，但本发明不限于所述实施例。

实施例12：电池制作及测试

在所进行的实验中，所使用的电解液，LiPF₆来自张家港市国泰华荣化工新材料有限公司，LiFePO₄为天津斯特兰能源技术有限公司，隔膜为Asashi Chemical Industry公司产品。电解液的配制和电池的组装均在氩气(纯度大于99.9999％)气氛下进行。

将LiPF6溶解于碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯(EC∶DEC＝1∶2)中配成浓度为1M的电解液，向此电解液中加入3wt％的TMSC1EN2。利用LiFePO₄和金属锂分别做正、负极，组装成硬币式电池(2025)，然后在深圳新威电池充放电测试系统中进行充/放电测试，充放电电压2.5V-4.1V。以0.1C或0.2C的恒定电流对实施例6电池充电，然后进行恒流充电，放电倍率为0.1C或0.2C。

图3为本发明实施例2化合物电解液体电池的0.2C充放循环性能和电池效率曲线，电池表现出100％的效率和能稳定的循环充放电。

对比例1：

为做对比，使用商业电解液(1M LiPF₆(EC∶DEC＝1∶2，含1％碳酸亚乙烯酯VC和1％乙烯基碳酸乙酯VEC)，按与实施例12相同的方法组装硬币式电池(2025)，然后按实施例9相同的方法以0.2C倍率进行充/放电比较测试，0.1C倍率下对比例电池不能充电至4.1V。在相同测试条件下，添加部分N2化合物(3％，5％，7％)的电池与对比例1电池的容量基本相当(如图4所示)，首次容量为122mAh/g，而添加N2化合物的电池的循环性能均比商业电解液电池有提高，容量保持率在85％以上，商业电解液电池的容量保持只有79％，所以在商业电解液中添加少量N2化合物可以有效提高电池的循环性能。