[发明专利]阻燃型锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种阻燃型锂离子电池电解液及锂离子电池。

背景技术

目前，锂离子电池的电解质大多为有机液体电解质，由有机溶剂和导电锂盐组成。常用的有机溶剂为烷基碳酸酯类化合物，但其闪点都很低，致使锂离子电池的电解质溶液(电解液)极易燃烧。当电池发生短路、过充等安全问题时，电池异常发热，气化或分解产生大量气体导致电池破裂起火。近些年，各国都发生了多起电池安全事故，这主要是由于电池在滥用(热冲击、过充、外部短路等)状态下引起热失控而导致的安全性问题，特别是在电动车等大容量电能应用方面，安全问题尤其重要。另外，也有不少文献报道阻燃添加剂可以显著改善电解液的安全问题。但随之产生的问题是电解液常规性能如循环低温性能受到严重的影响，以至于不能满足实际的使用需求。因此提高电池的安全性，赋予电解液不燃性和同时保证电池的常规性能是非常重要的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种包含环状磷腈类添加剂和改善电解液性能的功能添加剂组合成的阻燃型锂离子电池电解液及锂离子电池。

本发明所述阻燃型锂离子电池电解液所采用的技术方案是：该电解液中包括非水有机溶剂、电解质盐和添加剂，所述添加剂包括阻燃环状磷腈类添加剂和上述的功能添加剂。

进一步地，所述功能添加剂的化学通式为AXB或者AB，其中，

A为Cs、Rb、Sr、Ba中的一种或一种以上的混合物；

X为C₅H₅N、(C₂H₅)₃N、CH₃CN、(CH₂CN)₂、(C₂H₄CN)₂、乙二醇二甲醚（DME）或四氢呋喃（THF）中的一种或一种以上的混合物；

B为如下结构式中的一种或一种以上的混合物：PF₆^-、CH₃COO^-、CO₃^2-、BF₄^-、AsF₆^-、N(SO₂C₂F₅)₂^-、N(SO₂CF₃)₂^-、N(SO₂F)₂^-、CF₃SO₃^-、ClO₄^-、BC₄O₈^-(BOB^-)、BC₂O₄F₂^-(DFOB^-)、PF₃(CF₂CF₃)₃^-(FAP^-)、F^-、Br^-、I^-、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-。

进一步地，所述阻燃环状磷腈类添加剂的用量占电解液中的非水有机溶剂总质量的0.5～30%。其中所述的环状磷腈化合物通式如下所示：

其中，R1～R6中任选两个基团为氟、烷基、烷氧基、芳基、芳氧基中的一种，其余四个基团为氟。

进一步地，所述功能添加剂在所述电解液中的摩尔浓度为0.001～0.1mol/L，优选0.03～0.06mol/L。