[发明专利]一种高电压型锂电池电解液

说明书

【技术领域】

本发明涉及电动汽车电池技术领域，尤其涉及一种高电压型锂电池电解液。

【背景技术】

现阶段，锂电池作为电动汽车的动力能源，也成为人们关注的热点问题。电动汽车产业化的发展对动力电池的安全性、能量密度与循环寿命提出了更高的要求。因此当前需要一种安全性高、能量密度高、循环寿命长的锂电池来适应电动汽车的发展需要。为了获得高的能量密度，除了提高电池材料的比容量外，还可以提高电池正极材料的电压，目前几种主要高压正极材料包括LiCoPO4(4.8V)、LiNi0.5Mn1.5O4(4.7V)、三元材料LiNi1-xyCoxMnyO(0≤x,y≤1,x+y≤1)以及富锂。但这些高压正极材料至今仍未应用到实际生产中，其中最大的原因就是目前的碳酸酯基电解液电化学稳定窗口低。当电池电压达到4.5V(vs.Li/Li+)左右时，极易导致电解液在正极材料表界面发生氧化反应，继而会产生大量气体，造成电池内压增大，电池发生鼓胀，影响电池的使用安全，也降低了电池的使用寿命。

鉴于以上所述，实有必要提供一种新型的高电压型锂电池电解液克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种新型的高电压锂电池电解液，能起到保护电极的作用，提高电解液与高压电池材料的兼容性，大大地提升了电池的循环性能；同时也促进了高比能量锂离子电池的推广应用，对开发出具有高安全性、高能量密度、长循环寿命的动力电池具有重要意义。

为了实现上述目的，本发明提供一种高电压锂电池电解液，所述高电压锂电池电解液由非水有机溶剂、锂盐、添加剂和负极成膜剂组成；所述负极成膜剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烷磺内酯或氟代碳酸乙烯酯的任意一种或几种的组合。

在一个优选实施方式中，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯和丙酸乙酯中的一种或任意混合。

在一个优选实施方式中，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂、全氟烷基硫酰甲基锂及二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或几种的组合。

在一个优选实施方式中，所述锂盐的浓度为0.9mol/L～1.3mol/L。

在一个优选实施方式中，所述添加剂为己二腈、戊二腈、1，2-二氟代碳酸乙烯酯、1-丙烯基-1，3-磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、环丁砜和磷腈类添加剂的一种或任意混合。

在一个优选实施方式中，所述添加剂的质量占电解液总质量的0.1～2％。

与现有技术相比，本发明提供的一种高电压锂电池电解液，能起到保护电极的作用，提高电解液与高压电池材料的兼容性，大大地提升了电池的循环性能；同时也促进了高比能量锂离子电池的推广应用，对开发出具有高安全性、高能量密度、长循环寿命的动力电池具有重要意义。

【附图说明】

图1为本发明提供的高电压锂电池电解液的实施例1和对比例1电解液的线性伏安曲线；

图2为LiNi0.5Mn1.5O4循环前的SEM图。

图3为LiNi0.5Mn1.5O4在对比例1循环200周后的SEM图。

图4为LiNi0.5Mn1.5O4在实施例1循环200周后的SEM图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

本发明提供一种高电压锂电池电解液，所述高电压锂电池电解液由非水有机溶剂、锂盐、添加剂和负极成膜剂组成；所述负极成膜剂为碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、1,3-丙烷磺内酯(1,3-PS)及氟代碳酸乙烯酯(FEC)中的任意一种或几种的组合。

具体的，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)和丙酸乙酯(EP)中的一种或任意混合。