[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

为了提高锂离子电池的能量密度，现有技术中常将锂离子电池的充电截至电压提高。但是，提高充电截至电压会增加正极在高电位时的氧化，增大正极与电解液的反应，引起电池循环性能的恶化。为了降低甚至抑制正极材料被氧化，目前常用的办法是在电解液中添加一些芳香族化合物，如联苯或环己基苯，及苯的其他同系物或衍生物。

如中国专利CN1632983A，公开了一种安全锂离子电池电解液，该电解液是在普通的锂离子电池电解液中加入芳基化合物和苯基环己烷，并且，芳基化合物和苯基环己烷的加入量分别为锂离子电池电解液重量的0.5-5%和1-10%。电池高电压（如4.5V）循环时，电解液中添加一些芳香族化合物（如联苯等）作用机理是在正极材料表面形成一层导电聚合物以降低正极的氧化性，但是这层聚合物厚度会随着循环次数增加而不断增大，从而持续增大电池内部阻抗，使得电池循环性能衰减加快。因此，芳香族化合物的加入不利于锂离子电池的高电压循环。当电池充满电至高电压（如4.5V）并在较高温度（如85℃）存储时，上述部分芳香族化合物发生不可逆的聚合反应而覆盖在活性物质表面，因此，当电池恢复至常温时容量及内阻性能变差，即电池高电压下高温储存性能差。

发明内容

本发明为解决现有的锂离子电池在高电压下高温储存性能差的技术问题，提供一种在高电压下高温储存性能好的锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。

本发明提供了一种锂离子电池电解液，该电解液包括锂盐、非水有机溶剂、成膜剂和添加剂；所述添加剂的结构式如下：

，

其中，R₁和R₄为C₁-C₈的相同直链烷基；R₃和R₅为氢原子或C₁-C₈的直链烷基；R₂为C₃-C₈的支链烷基；R₆为C₃-C₈的环烷基。

本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括电池壳体和容纳于壳体内的电极组、非水电解液；所述电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极，其中，所述非水电解液为本发明所述的电解液。

本发明的电解液中加入的添加剂是在环己烷1、4对位碳原子上各联接一个相同的直链烷氧基，当电池在高电压下进行循环时，添加剂中对位烷氧基起到提供可循环的氧化还原化学对的作用，在高电压充电过程中，该氧化还原化学对在电池的正极氧化，使得正极和整个电池得以保护，而在放电过程中，氧化产物迁移到负极，在负极被还原重新变成未氧化（或低氧化的）化学对，并扩散到正极，建立电化学保护机制，如此反复，有助于电池在高电压下循环寿命的提高和高电压下高温储存稳定性的改善。本发明技术方案效果显著，实施工艺简单、方便。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种锂离子电池电解液，该电解液包括锂盐、非水有机溶剂、成膜剂和添加剂；所述添加剂的结构式如下：

，

其中，R₁和R₄为C₁-C₈的相同直链烷基；R₃和R₅为氢原子或C₁-C₈的直链烷基；R₂为C₃-C₈的支链烷基；R₆为C₃-C₈的环烷基。

根据本发明所提供的电解液，采用的添加剂加入量过多时，电解液的粘度会增大，导致电导率下降。优选地，以电解液的总重量为基准，所述添加剂的含量为0.1-15wt%。更优选为1-10wt%。