[发明专利]锂离子电池及其非水电解液

说明书

本发明公开了一种锂离子电池及其非水电解液，非水电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂包括如式(I)所示的二磺酸锂类化合物，式(I)中，R₁和R₂独立选自碳原子数为1‑20的烷基、碳原子数为2‑20的烯基、碳原子数为6‑26的芳基，以及被卤原子或磺酰基取代的碳原子数为1‑20的烷基、碳原子数为2‑20的烯基、碳原子数为6‑26的芳基，其中，卤原子为F、Cl、Br。相对于现有技术，本发明锂离子电池及其非水电解液中的添加剂可有效改善正负极膜的成分，降低正极表面的反应活性，抑制电池存储时的产气现象，从而改善锂离子电池的高温存储性能和循环性能。

技术领域

本发明属于电池领域，更具体地说，本发明涉及一种锂离子电池及其非水电解液。

背景技术

近年来，便携式电池产品，例如照相机、数码摄像机、移动电话、笔记本电脑等在人们的日常生活中得到广泛的应用。减少尺寸，减轻重量，延长使用寿命是电池产品行业的发展趋势与要求。

锂离子电池在满荷电状态下，强氧化性正极和强还原性的负极自身存在着一系列潜在的放热副反应。特别是满充电池在高温状态下使用或存储时，正负极与非水电解液发生反应的活性进一步增强，反应放热量大幅度增加，产生大量气体，导致胀气，电池厚度增大引起电池变形，严重时可能导致电池发生内部短路。

锂离子电池负极的SEI膜在高温环境下易发生分解，导致SEI膜不断修补和生长，造成电池容量损失，性能迅速衰减，严重影响电池的存储寿命。

有鉴于此，确有必要提供一种可改善高温存储性能和循环性能的锂离子电池及其非水电解液。

发明内容

本发明的目的在于:克服现有技术的不足，提供一种可改善高温存储性能和循环性能的锂离子电池及其非水电解液。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述添加剂包括如式(I)所示的二磺酸锂类化合物，

式(I)中，R₁和R₂各自独立地选自碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为2-20的烯基、碳原子数为6-26的芳基，以及被卤原子或磺酰基取代的碳原子数为1-20的烷基、碳原子数为2-20的烯基、碳原子数为6-26的芳基，其中，卤原子为F、Cl、Br。

发明人经研究发现，当电解液中添加剂包括式(I)所示化合物时，可有效改善正负极膜的成分，抑制电解液在正极表面的氧化分解，降低电池高温存储时的产气，从而改善电池的高温存储性能和循环性能。

上述式(I)中，碳原子数为1-20的烷基，可为链状烷基，链状烷基又包括支链烷基和直链烷基，也可为环状烷基，位于环烷基环上的氢可被其他烷基取代。优选地，碳原子数的下限值为1、2、3、4或5，上限值为3、4、5、6、8、10、12、14、16或18。进一步优选为，碳原子数可为1-10的烷基，或碳原子数为1-6的链状烷基，或碳原子数为3-8的环烷基。更进一步优选为，碳原子数为1-4的链状烷基，碳原子数为5-8的环烷基。

作为烷基的实例，具体可以举出:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、环己基等。

上述式(I)中，碳原子数为2-20的烯基，烯基的种类和数目并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烯基和环烯基均可，其中链状烯基又包括直链烯基和支链烯基，环烯基的环上可以含有例如烷基的取代基，也可以不含有取代基。优选地，碳原子数为2-20的烯基中双键的个数优选为1个。特别地，烯基中碳原子数的下限值为2、3、4或5，碳原子数的上限值为3、4、5、6、8、10、12、14、16或18。进一步地，可选择碳原子数为2-10的烯基，或碳原子数为2-6的烯基，或碳原子数为2-5的烯基。