[发明专利]一种适用于高电压高镍动力电池的电解液及高电压高镍电池

说明书

本发明涉及一种适用于高电压高镍动力电池的电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述的有机溶剂为非氟代环状碳酸酯与含氟链状酯的混合物，所述的添加剂为添加剂A和/或添加剂B，以及其他添加剂的组合；所述的含氟链状酯为选自如下结构通式所示物质中的一种或多种：所述的添加剂A为选自如下结构通式所示物质中的一种或多种：所述的添加剂B为选自如下结构通式所示物质中的一种或多种：本发明通过有机溶剂和添加剂的协同效应，提高了高电压高镍动力电池的电化学性能，尤其是高温循环性能，抑制了电池在高温条件下的产气量。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种适用于高电压高镍动力电池的电解液及高电压高镍电池。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点，在移动通信设备如移动电话、移动摄像机、笔记本电脑、手机等各种电子产品中得到广泛应用，同时也是未来电动汽车的供能系统中强有力候选者。锂电池电解液使用的链状有机溶剂常有:碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯等以及它们的两种或多种混合物，使用的锂盐通常有：六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二草酸合硼酸锂、三氟甲基磺酸锂、双氟磺酰亚胺锂等以及它们的两种或多种混合物。由于六氟磷酸锂存在易分解的性质，特别在非水电解液存在微量水分条件下，锂盐的分解速度会进一步加快。而锂电池高温使用环境将会促使电解液的HF含量显著增加，HF将会破坏锂电池正负极表面的SEI膜，从而严重影响锂电池的电化学性能。

随着的锂电池的应用领域扩展，特别电动汽车的快速发展，市场对动力电池性能提出高能量密度要求，2020年单体电池能量密度达到300wh/kg。为达到这一目标，正负极材料需进一步提高容量，正极材料主要通过增加镍含量及提高充电截止电位提高放电容量。同时，高电压条件下，电解液会在正极材料表面发生氧化反应，从而造成材料及电池的循环性能差，尤其是高温条件下，电解液的氧化反应会进一步加剧。需要指出的是，针对高电压三元正极材料，现阶段主要通过调整电解液添加剂来改善电池的循环性能和高温搁置性能，如中国公开号CN105591158A、CN105355970A专利中通过调整添加剂种类及比例，只能改善高电压三元电池的高温储存性能。公开号CN104617333A通过采用添加剂：甲基磺酸酐与碳酸亚乙烯酯相结合方法，使得电池具有良好的循环特性和低温性能以及高温存储性能。

而公开号为CN105428719A，其有机溶剂由环状碳酸酯溶剂、氟代溶剂和碳酸酯溶剂组成，添加剂为3-氟-1，3-丙烯磺酸内酯，其制得的电解液应用到钴酸锂正极材料的锂离子电池中能够有效提高高电压宽温锂离子电池的循环寿命和高温性能，但是，经实践发现，其应用于高电压高镍动力电池时的高温循环性能仍然有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高电压高镍动力电池时高温循环性能好的电解液。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种采用上述电解液的高电压高镍动力电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一个目的是提供一种适用于高电压高镍动力电池的电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述的有机溶剂为非氟代环状碳酸酯与含氟链状酯的混合物，所述的添加剂为添加剂A和/或添加剂B，以及其他添加剂的组合；

其中，所述的含氟链状酯为选自如下结构通式所示物质中的一种或多种：其中，R₁、R₂独立地为未被取代或被氟原子取代的碳原子数为1～3的烷基且R₁、R₂中至少有一个为被氟原子取代的碳原子数为1～3的烷基，其中，所述的被氟原子取代为部分取代或全部取代；

所述的添加剂A为选自如下结构通式所示物质中的一种或多种：其中，R₃为-(CH₂)_n-或-(CH₂)_nO-，n为1～4；