[发明专利]一种锂离子电池电解液、锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，特别是涉及一种锂离子电池电解液、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池在首次充放电过程中，会在正负极表明形成一层固体电解质界面膜(solid electrolyte interfacial，缩写为SEI膜)，该层膜只允许锂离子透过，从而阻止溶剂分子的进一步反应。电解液的SEI膜成膜特性对锂离子电池充放电性能，尤其是循环性能具有重要影响。SEI膜的化学组成、结构、织构和稳定性等物理化学性质是决定锂离子电池碳负极/电解液相容性的关键。

一般，由EC与DMC、DEC和EMC组成的电解液具有很好的成膜特性，无须加入成膜添加剂便可以形成较好的SEI膜，但是在此过程中，会产生较多的CO、CO₂、CH₄、C₂H₄气体(J.Electrochem.Soc.154(2007)A449)。另外该种电解液不利于锂离子电池低温性能的发挥，为此，考虑用低温性更好的PC取代EC，但是PC会共嵌入石墨层，引起石墨层间剥落，解决PC使用问题的主要途径便是加入成膜添加剂来抑制PC的还原。因此，加入合适的成膜添加剂来改善SEI膜性能对提高锂离子电池性能具有重要意义。

目前为止，研究的成膜添加剂较多，按其成膜原理，可分为还原型，如碳酸亚乙烯酯(Vinylene carbonate，缩略词为VC)(U.S.Patent 5,626,981)、亚乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)(Electrochem.Solid-State Lett.8(2005)A344)，和反应型，如甲基苯基碳酸酯(methyl phenyl carbonate，缩略词为MPC)(J.Electrochem.Soc.152(2005)A1837)、Li₂CO₃(J.Power Sources104(2002)132)等。这些研究工作均表明，加入合适成膜添加剂可以有效改善SEI膜性能，有利于锂离子电池性能的发挥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种锂离子电池电解液、锂离子电池，可以有效改善SEI膜的性能，有利于锂离子电池性能的发挥。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

所述锂离子电池电解液，包括导电锂盐、碳酸酯混合溶剂和添加剂，所述添加剂包含还原型成膜添加剂VC和反应型成膜添加剂MPC。

优选的，在所述锂离子电池电解液中所述添加剂的总含量不大于3wt.％。

优选的，在所述锂离子电池电解液中，所述VC的浓度为0.1-2wt.％，所述MPC浓度为0.1-2wt.％。

进一步优选的，在所述锂离子电池电解液中，所述VC的浓度为0.4-0.7wt.％，MPC浓度为0.3-0.5wt.％。

优选的，所述导电锂盐是LiBF₄、LiPF₆、、LiAsF₆、LiClO₄、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₃)₂、LiBOB、LiODFB、LiBF₃Cl和LiPF₄(C₂O₄)中的至少一种。

优选的，所述碳酸酯混合溶剂为碳酸丙烯酯(propylene carbonate，缩略词为PC)与以下任意两种或以上的混合：碳酸乙烯酯(ethylene carbonate，缩略词为EC)、碳酸二甲酯(dimethyl carbonate，缩略词为DMC)、碳酸二乙酯(diethyl carbonate，缩略词为DEC)、碳酸甲乙酯(Ethyl Methyl Carbonate，缩略词为EMC)，其中PC的重量含量不低于10％。

优选的，在所述锂离子电池电解液中，所述导电锂盐浓度为0.8-1.2mol/L。

优选的，所述碳酸酯混合溶剂为以下三种混合溶液中的一种：体积比1∶1∶3的EC∶PC∶DMC、体积比1∶1∶1的PC∶EMC∶DMC、体积比2∶1∶4∶3的EC∶PC∶DMC∶EMC。

优选的，所述碳酸酯混合溶剂为体积比2∶1∶4∶3的EC∶PC∶DMC∶EMC混合溶液，所述导电锂盐为LiPF6，在所述锂离子电池电解液中的浓度为1.0mol/L。