[发明专利]电解液及锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体讲，涉及一种电解液及含有该电解液的锂离子电池，电解液中含有添加剂，添加剂包括添加剂A及添加剂B。本申请的电解液中，添加剂A在正极表面成膜有效阻止正极界面的副反应，添加剂B较添加剂A优先在负极被还原成膜，避免添加剂A在负极成膜所带来的阻抗增加、动力学性能变差等，联合使用添加剂A及添加剂B，使得电池在高温时具有较低产气量、较高的容量保持率以及较低的阻抗值。

技术领域

本申请涉及储能材料领域，具体地讲，涉及一种电解液及应用该电解液的电池。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。目前对锂离子电池的需求是：高电压、高功率、长循环寿命、长存储寿命且安全性能优异。

锂离子电池中，硅基负极材料具有高容量优势(如Li₂₂Si₅,理论容量4200mAh/g)，是公认的下一代具有商业化前景的负极材料。该负极材料是目前商业化石墨负极材料理论容量的11倍，锂嵌入硅的电位(低于0.5V)低于一般溶剂分子的共嵌入电压，高于析锂电位。硅材料作为负极的缺陷之一是，该材料导电性差，在循环过程中负极材料不断地嵌脱锂，会产生急剧的体积膨胀效应，材料至循环后期体积膨胀率达400％，造成电极材料与集流体分离，从而严重影响锂离子电池的电性能。因此，迫切需要寻找一种合适的，容易在硅负极表面形成致密的、增韧型的SEI膜的添加剂，从而有效的抑制硅材料在循环过程中嵌脱所带来的体积膨胀，阻止硅材料体积膨胀暴露出新鲜表面，减缓负极材料与电解液的剧烈副反应。

发明内容

鉴于此，本发明第一方面提供一种电解液，其目的在于能够在正、负极材料表面形成致密、增韧型的SEI膜，阻止副反应的发生。

一种电解液，包括电解质、溶剂和添加剂，其特征在于，添加剂包括加剂A和添加剂B，所述添加剂A为式Ia和/或式Ib所示化合物中的至少一种，所述添加剂B为式II所示化合物中的至少一种：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C₁-C₁₀烷基、取代或未取代的C₁-C₁₀烷氧基、取代或未取代的C₆-C₂₀芳基、取代或未取代的C₃-C₂₀杂环基，R₄与R₅可以相互连接形成五元环或六元环，R₆与R₇可以相互连接形成五元环或六元环，A、B、D、E、G中的至少一个选自氮原子(N)、氧原子(O)、硫原子(S)，其它为碳原子(C)；R₈、R₉、R₁₀、R₁₁各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C₁-C₆烷基，且R₈、R₉、R₁₀、R₁₁中的至少一个为卤素，n取值为0、1、2、3、4、5；取代基选自卤素、腈基、C₁-C₆烷基、C₂-C₆烯基、C₁-C₆烷氧基中的至少一种。

本发明第二方面提供一种锂离子电池，包括正极、负极和上述第一方面的电解液。

本发明至少具有以下的有益效果：