[发明专利]一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池

说明书

为克服现有高镍三元锂离子电池存在高温循环和存储性能不足的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐、以及结构式1所示的化合物：结构式1结构式1中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地选自氢、氟原子或含1～5个碳原子的基团。同时，本发明还公开了包括上述非水电解液的锂离子电池。本发明提供的锂离子电池非水电解液能够有效提高锂离子电池的高温循环性能和高温储存性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

背景技术

随着中国新能源汽车的飞速发展，带来了动力锂电池的旺盛需求。随着对于续航里程的需求提升，在能量密度上具有显著优势的高镍(Ni≥80％)三元材料电池被市场普遍看好，成为众多动力电池企业的研究热点。但是随着三元材料中Ni含量的提高，三元材料的能量密度提升的同时也带来一些问题。首先，随着三元材料中Ni含量升高，锂离子电池的循环过程中，三元材料表面易形成熔融盐结构，对电池的循环寿命有较大影响。其次三元材料中Ni含量升高，使得材料的催化性增强，电解液更容易氧化，也导致电池的循环寿命有较大的负面影响。因此提高高镍三元材料电池的电化学性能是一个很大挑战。

在电解液中加入成膜添加剂是一种很好改善高镍三元材料电池的循环性能的方式。现有的碳酸亚乙烯酯和硫酸乙烯酯等成膜添加剂都可以用于提高高镍(Ni≥80％)三元材料电池的循环性能，但是现有的成膜添加剂仍存在锂离子电池的高温循环不足的问题，在高温存储中锂离子电池也容易气胀。

发明内容

针对现有高镍三元锂离子电池存在高温循环和存储性能不足的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池，能够在电池循环过程中，提高高镍三元锂离子电池的高温循环性能，同时也能够抑制电池在高温存储中的气胀。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明一实施例提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐、以及结构式1所示的化合物：

结构式1中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈各自独立地选自氢、氟原子或含1～5个碳原子的基团。

本发明提供的锂离子电池非水电解液中加入有结构式1所示的化合物，所述结构式1所示的化合物具有与碳酸酯官能团直接相连的两个吡啶官能团，通过碳酸酯官能团和相邻的两个吡啶官能团共同的空间效应和电荷效应，使结构式1所示的化合物在电解液中表现出较强的络合效应，可有效络合金属离子，并能稳定电解液中的锂盐(例如LiPF₆)，另一方面，结构式1所示的化合物也表现出良好的成膜效果，能在电池负极表面形成良好的钝化膜。基于上述作用，发明人通过实验发现添加上述结构式1所示的化合物的电解液可以极大的提高电池高温循环性能，以及有效地抑制了电池高温存储过程中的气体产生。

可选的，所述含1～5个碳原子的基团中，所述基团选自烃基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基、氰基或含氰基取代的烃基。

可选的，所述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈可以各自独立地选自氢原子、氟原子、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、氰基或三氟甲基。

可选的，所述结构式1所示的化合物选自如下化合物：