[发明专利]一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害以及体积小等优点从众多的电池种类中脱颖而出，广泛应用于手机、随声听、PDA、Notebook等众多电子产品中。随着时代的发展，对锂离子电池容量、安全等性能要求也日益提高。锂离子电池在充电过程中，Li⁺从正极通过电解液迁移至负极，在放电过程中其流向相反。

近年来，高能量密度的二次锂离子电池成为人们关注的对象，例如现有技术中通过采用新型的5V高压正极材料，提高工作电压，从而直接整体提高电池的使用功率。而目前绝大多数的锂电池电解液均只能在4.5V及以下的电压下稳定使用，当工作电压达到4.5V以上时，电解液体系会发生氧化分解，电池无法正常工作，因此，对高压正极材料的应用形成了极大的障碍。同时，由于电解液的氧化分解，还会大大降低电池的循环性能。

CN101604768A中公开了一种非水电解液，含有非水溶剂和电解质，还含有0.01-5重量%的二腈化合物和0.2-3重量%的含S=O基团化合物，非水溶剂选自环状碳酸酯和直链碳酸酯中至少一种；其中二腈化合物为丁二腈、二氰基己烷或二氰基苯，含S=O基团化合物为二甲砜、二乙烯砜、甲磺酸甲酯或硫酸二乙酯。该非水电解液中通过采用二腈化合物和含S=O基团化合物，能有效降低电池壳内金属表面的腐蚀。但是该非水电解液中，仍大量采用环状碳酸酯或直链碳酸酯用作非水溶剂，电解液的氧化分解电解仍较低，电池不能在高电位下工作或高电位下电池的循环性能难以保证。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的电解液的氧化分解电位低、电池循环性能差的技术问题。

本发明提供了一种锂离子电池电解液，含有锂盐和非水溶剂；所述非水溶剂中含有氟代二腈、咪唑化合物和氟代亚砜；

氟代二腈：                                                ；

其中，R₁为碳原子数为1-8的直链烷基、碳原子数为3-8的环烷基或苯基；

咪唑化合物：咪唑化合物的阳离子为；

其中R₂-R₆各自独立地为H或碳原子数为1-3的直链烷基；

氟代亚砜：；

其中R₇-R₈各自独立地为碳原子数1-3的烷基、碳原子数为1-3的烷氧基、碳原子数为3-6的环烷基或苯基。

本发明还提供了一种锂离子电池，包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜；其中，所述非水电解液为本发明提供的锂离子电池电解液。

本发明的锂离子电池电解液，氧化分解电位高至5V以上，能保证电池在高电位下正常工作；另外，采用本发明的锂离子电池电解液的锂离子电池在高电位下工作时，均具有良好的循环性能。   

附图说明

图1是实施例1的锂离子电池电解液S1的电位扫描曲线。

图2是实施例1的锂离子电池A1的首次充放电曲线。   

具体实施方式

本发明提供了一种锂离子电池电解液，含有锂盐和非水溶剂；所述非水溶剂中含有氟代二腈、咪唑化合物和氟代亚砜；

氟代二腈：；

其中，R₁为碳原子数为1-8的直链烷基、碳原子数为3-8的环烷基或苯基；

咪唑化合物：咪唑化合物的阳离子为；

其中R₂-R₆各自独立地为H或碳原子数为1-3的直链烷基；

氟代亚砜：；

其中R₇-R₈各自独立地为碳原子数1-3的烷基、碳原子数为1-3的烷氧基、碳原子数为3-6的环烷基或苯基。

本发明的锂离子电池电解液中，采用含氟代二腈和咪唑化合物的非水溶剂能显著提高电解液的氧化分解电位；另外，通过氟代亚砜与氟代二腈、咪唑化合物共同作用，能保证采用该电解液的锂离子电池在高电位下的循环性能。

所述氟代二腈为一氟取代的二腈化合物，其结构式为：