[发明专利]一种含有新型添加剂的高电压电解液

说明书

本发明公开了一种含有新型添加剂的高电压电解液，包括以下原料：锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，有机溶剂，添加剂A和添加剂B质量分数配比如下：有机溶剂85%‑90%，添加剂A2%‑8%，添加剂B5%‑8%。本含有新型添加剂的高电压电解液采用含有硫元素的苯并噻吩砜作为锂离子电解液的高压添加剂，改善了电池界面阻抗，提高锂离子电池高压性能，硫酸亚乙酯能够有效包覆负极材料，大大改善高电压下的室温循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种含有新型添加剂的高电压电解液。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、比容量大、循环寿命长、无记忆效应以及对环境友好等优点，已在通讯工具、笔记本电脑等电子产品中得到了广泛应用。随着锂离子电池在电动汽车和混合电动汽车上的应用，人们对锂电池的能量密度，尤其是质量能量密度提出了更高要求；目前有很多种方式提高电池的能量密度，提高正极材料的克容量是一种有效途径，其中，目前最常规的方法是采用Ni含量较高的NCM作为正极材料，但目前来说高镍的三元材料，尤其是NCM811、NCA目前的合成工艺不太成熟，而且镍含量越高其热稳定性越差，影响电芯的安全性能，此外，提高正极材料的电化学窗口也能有效提升正极材料的克容量，比如NCM523材料在2.7-4.2V的电化学窗口内，1C的充放电电流下容量能够达到155mAh/g左右，当电化学窗口增加至4.2-4.4V时，同等条件下克容量能增加至175mAh/g左右；目前限制高压材料发展的制约因素主要有两个，第一是正极材料本身，高电压条件下正极材料中的锂离子会大量脱出，导致电极材料结构坍塌，影响电池安全性能和循环稳定性，但随着正极材料包覆和掺杂技术的提升，材料厂商能很好解决这个问题。第二个是电解液的限制，电解液在高压下尤其是4.5V以上会氧化分解产生大量气体，一方面腐蚀正极材料导致材料克容量下降，另一方面电池鼓包严重威胁着电芯的安全性能，制约了高电压锂离子电池进一步发展，因此需一种含有新型添加剂的高电压电解液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有新型添加剂的高电压电解液，提高了锂离子电池高压性能，大大改善高电压下的室温循环性能，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含有新型添加剂的高电压电解液，包括以下原料：锂盐，有机溶剂，添加剂A和添加剂B，有机溶剂，添加剂A和添加剂B质量分数配比如下：有机溶剂85%-90%，添加剂A2%-8%，添加剂B5%-8%。

优选的，锂盐为六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的任意一种或是其中的几种的混合物，其中锂盐浓度为0.8-1.2M。

优选的，有机溶剂在氩气保护下，经过减压蒸馏提纯和硅胶脱水制得非水有机溶剂，非水有机溶剂主要包括酯类溶剂，胺类溶剂，砜类溶剂以及腈类溶剂中任意一种或几种组成的混合物。

优选的，酯类溶剂主要包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ- 丁内酯、碳酸二丙酯、亚硫酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及乙酸丙酯。

优选的，胺类溶剂主要包括N-甲基乙酰胺、 N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺以及二乙基甲酰胺。

优选的，砜类溶剂主要包括二甲基亚砜，环丁砜，二苯基亚砜、氯化亚砜以及二丙砜。

优选的，腈类溶剂主要包括乙腈、丁二腈、己二腈和戊二腈。

优选的，添加剂A为苯并噻吩类衍生物。

优选的，添加剂B为硫酸亚乙酯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：