[发明专利]一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池，该电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括桥环酸酐类添加剂和低阻抗型添加剂，所述桥环酸酐类添加剂为式I、式II、式III和式IV所示的化合物中的至少一种。相比于现有技术，本发明中的桥环酸酐类添加剂既参与到负极SEI膜的形成，也在正极形成保护膜，抑制电池产气，提升电池的高温储存性能和循环性能，能满足动力电池和高能量密度电池的需求。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

目前，锂离子电池被广泛用于数码产品、电动汽车等领域，人们对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。高镍三元动力电池体系是当今锂离子电池发展的重要方向，选用高镍三元正极材料来提升动力电池的能量密度、延长续航里程，这是当前普遍采取的方法。

然而，高镍正极材料仍然存在着诸多问题：一方面，正极材料中随着镍含量的提高，在充放电过程中高镍晶体存在着离子混排的现象，过渡金属离子会随着反应的进行脱离晶体进入电解液中催化电解液的分解、损坏活性材料的钝化膜，从而影响使用寿命；另一方面，高镍三元正极材料在高温环境中自身存在释氧的情况，同时高温环境加速了电池体系中金属离子、活泼氢物质对电池的体系的破坏，极易容易引起电池气胀、热失控等问题；再者高镍材料对环境和工艺要求极高、电池体系中微量的水分难以去除，降低了电池的使用寿命，上述原因对高镍三元动力材料的应用带来了困难。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池电解液，既能提升高镍体系的高温循环性能和存储性能，同时又不对电池的常温性能形成影响。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括桥环酸酐类添加剂和低阻抗型添加剂，所述桥环酸酐类添加剂为式I、式II、式III和式IV所示的化合物中的至少一种；

其中，N₁、N₂分别独立地选自C＝O和O＝S＝O中的一种，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇、R₈分别独立地选自H原子、F原子、烷基和含氟烷基中的一种。

优选的，所述桥环酸酐类添加剂为以下结构式中的一种或几种，

更为优选的，所述桥环酸酐类添加剂为以下结构式中的一种或几种，

作为本发明所述的锂离子电池电解液的一种改进，所述桥环酸酐类添加剂占电解液总质量的0.01～2％。桥环酸酐类添加剂的含量过低起不到明显的效果；而桥环酸酐类添加剂的含量过高会造成电池阻抗较大，影响容量发挥和循环寿命。优选的，桥环酸酐类添加剂占电解液总质量的0.05～1％。

作为本发明所述的锂离子电池电解液的一种改进，所述低阻抗型添加剂为氟代碳酸乙烯酯、1,4-丁烷磺酸内酯、二氟双草酸磷酸锂酸锂、二氟双草酸硼酸锂、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子电池电解液的一种改进，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子电池电解液的一种改进，所述锂盐的含量为电解液总质量的10～20％。