[发明专利]锂离子二次电池及其电解液

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池及其电解液。

背景技术

锂离子二次电池具有工作电压高、寿命长和充电速度快等优点，但是随着技术的不断发展，人们要求锂离子二次电池具有更高的能量密度。目前为了进一步提高锂离子二次电池的能量密度，主要是提高锂离子二次电池的充电截止电压，使正极脱出更高比例的锂离子从而得到更高的容量，达到提高能量密度的目的。但是相同的正极活性物质充电到更高的截止电压时，也会提高正极的氧化能力，从而使得电解液的氧化问题更为严重。特别是在高电压满充状态下，锂离子二次电池的负极具有高还原性，正极具有高氧化性。

在实际使用中，电子产品的持续使用发热、环境温度升高等因素都可能使锂离子二次电池处于高温状态下。在高温下，锂离子二次电池的正极和负极的反应活性进一步增强，导致锂离子二次电池的正极、负极与电解液之间发生反应，产生气体，从而导致锂离子二次电池膨胀。这不仅导致锂离子二次电池的损坏，同时也会导致使用该锂离子二次电池的设备的损坏，严重的时候由于锂离子二次电池膨胀变形导致电池内部发生短路或是电池包装胀破导致可燃性的电解液泄露，有引起火灾等安全事故的风险。因此需要有效的技术来解决电解液的分解以及锂离子二次电池胀气的问题。

在锂离子二次电池中，一般使用环状碳酸酯和链状碳酸酯作为非水有机溶剂，但是在高电压高温存储下，锂离子二次电池的非水有机溶剂容易被正极氧化产气。2013年10月30日公布的中国专利申请公布号为CN103380530A的专利公开了一种在电解液中加入六亚甲基二异氰酸酯(HDI)作为添加剂以提高锂离子二次电池的高温存储性能的方法，但是六亚甲基二异氰酸酯(HDI)会导致锂离子二次电池的循环性能变差。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池及其电解液，所述锂离子二次电池在高电压下具有良好的高温存储性能、常温循环性能以及高温循环性能。

为了实现上述发明目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种锂离子二次电池的电解液，其包括：锂盐；非水有机溶剂；以及添加剂。所述添加剂包括具有式1和/或式2结构的含醚键的二异氰酸酯化合物；在式1中，m、n、p分别为1～4的整数；在式2中，x、y分别为1～4的整数；

所述具有式1和/或式2结构的含醚键的二异氰酸酯化合物在锂离子二次电池的电解液中的质量百分含量为0.1％～2.5％。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子二次电池，其包括：正极片，包括正极集流体以及设置于正极集流体上的含有正极活性物质的正极膜片；负极片，包括负极集流体以及设置于负极集流体上的含有负极活性物质的负极膜片；隔离膜，间隔于正极片和负极片之间；以及电解液。其中，所述电解液为根据本发明第一方面的锂离子二次电池的电解液。

本发明的有益效果如下：

1.本发明的锂离子二次电池的电解液含有具有式1和/或式2结构的含醚键的二异氰酸酯化合物，其可在锂离子二次电池的极片表面形成一层钝化膜，即使是在高电压下，也能有效阻止极片与电解液之间的副反应，从而提高锂离子二次电池的高温存储性能。

2.本发明的锂离子二次电池的电解液中的具有式1和/或式2结构的含醚键的二异氰酸酯化合物形成的钝化膜含有较多的氧原子，从而可降低锂离子穿过钝化膜时的阻力，改善电解液与极片之间的界面性能，进而改善锂离子二次电池的常温循环性能和高温循环性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的锂离子二次电池及其电解液以及实施例、比较例及测试结果。

首先说明根据本发明第一方面的锂离子二次电池的电解液。

根据本发明第一方面的锂离子二次电池的电解液，包括：锂盐；非水有机溶剂；以及添加剂。所述添加剂包括具有式1和/或式2结构的含醚键的二异氰酸酯化合物；在式1中，m、n、p分别为1～4的整数；在式2中，x、y分别为1～4的整数；

所述具有式1和/或式2结构的含醚键的二异氰酸酯化合物在锂离子二次电池的电解液中的质量百分含量为0.1％～2.5％。