[发明专利]一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池

说明书

本发明提出了一种锂离子电池非水电解液及一种锂离子电池，所述非水电解液包括有机溶剂、锂盐及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括硼酸三（三甲硅烷基）酯、过氧化苯甲酸叔丁酯以及三甲基硅烷基二乙胺；本发明通过在非水电解液中同时添加硼酸三（三甲硅烷基）酯、过氧化苯甲酸叔丁酯以及三甲基硅烷基二乙胺，电极与电解液之间的副反应大大降低，同时制备得到的电池表现出良好的高温存储及高温循环性能。

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非水电解液及含有该非水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得到广泛引用；但非水电解液二次电池中，电极会与电解液发生反应并产生气体，对电池的的充放电性能及安全性能造成极大的影响。

现有技术中，有文献公开通过在电解液中添加氟苯环、己基苯或环己基氟苯以达到抑制正极或负极与非水电解液发生反应的目的，通过该方法虽然能够一定程度上抑制正负极活性物质与非水电解液之间的反应，但由于该类添加的粘度较高同时具有较低的稳定性，因此同时也会影响非水电解液的整体性能；也有文献公开通过在电解液中添加磺酸酯、硫酸酯或磺酸酯或硫酸酯和三（三甲基硅）磷酸酯来解决上述技术问题，由于该类添加剂可在负极表面形成致密的界面膜，从而可以很好的阻隔负极与非水电解液之间的副反应；专利CN201510952221.3公开了一种非水电解液，在其公开的非水电解液中添加有氟代碳酸乙烯酯、三(三 甲基硅烷)硼酸酯以及硫酸酯，通过协同作用以在硅碳负极表面形成稳定的SEI膜，虽然上述两种方法均能够一定程度上抑制电极与电解液之间的副反应，但是该方法制备得到的电池高温存储及高温循环差且在高温环境时存在产气及容量衰减快的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种锂离子电池非水电解液，包括有机溶剂、锂盐及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括硼酸三（三甲硅烷基）酯、过氧化苯甲酸叔丁酯以及三甲基硅烷基二乙胺。

本发明的发明人经过无数次实验发现，在非水电解液中同时添加硼酸三（三甲硅烷基）酯、过氧化苯甲酸叔丁酯以及三甲基硅烷基二乙胺时，电极与电解液之间的副反应大大降低，同时制备得到的电池还表现出良好的高温存储性能以及高温循环性能；发明人推测其原因，可能是因为氧化苯甲酸叔丁酯、硼酸三（三甲基硅烷基）酯以及三甲基硅烷基二乙胺三者在相互促进作用下，不仅能在在电极与电解液的界面上形成在高温环境下也能稳定存在聚合物网状保护膜，以抑制电极与电解液之间的副反应，同时还能有效地吸附电解液中的HF，极大地提高了电池整体的高温稳定性能及安全性能。

本发明还提出了一种锂离子电池，包括壳体、容纳于壳体内的电芯及非水电解液，电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜，正极包括正极活性材料、导电剂和粘结剂，所述负极包括负极活性材料及粘结剂，所述非水电解液为本发明提出的上述非水电解液。

具体实施方式

本发明提出了一种锂离子电池非水电解液，包括有机溶剂、锂盐及添加剂，所述添加剂包括硼酸三（三甲硅烷基）酯、过氧化苯甲酸叔丁酯以及三甲基硅烷基二乙胺。

本发明通过在非水电解液中同时添加硼酸三（三甲硅烷基）酯、过氧化苯甲酸叔丁酯以及三甲基硅烷基二乙胺三种物质，由于三者之间的相互促进作用，不仅能够在电极与电解液之间形成一层在高温环境下也能稳定存在的聚合物保护膜，而且还能够有效地吸附电解液中的HF，不仅极大地降低了电极与电解液之间因电池的充放电而发生的副反应，同时制备得到的电池的高温存储性能及高温循环性能具有明显提高。

根据本发明提出的非水电解液，优选地，以有机溶剂的总重量为基准，硼酸三（三甲硅烷基）酯的含量为0.1%~10%，过氧化苯甲酸叔丁酯的含量为0.01%~0.5%，三甲基硅烷基二乙胺的含量为0.01%~1%；进一步优选地，以有机溶剂的总重量为基准，硼酸三（三甲硅烷基）酯的含量为1%~5% ，过氧化苯甲酸叔丁酯的含量为0.1%~0.5%，三甲基硅烷基二乙胺的含量为0.1%~1%。