[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

为克服现有锂离子电池存在循环性能和温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、以及选自结构式1所示化合物中的一种或多种；在结构式1中，R为单键或亚甲基；R₁为或R₂、R₃选自氢或卤素，以及m选自1～4的整数，n选自0～2的整数。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有利于改善电池的高温储存性能及高温循环性能。

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

相比铅酸电池、镍氢电池或镍镉电池，锂离子电池因其工作电压高、安全性高、长寿命、无记忆效应等特点，在便携式电子产品领域中取得了长足的发展。随着新能源汽车的发展，锂离子电池在新能源汽车用动力电源系统具有巨大的应用前景。

锂离子电池电解液由溶质和有机溶剂组成，溶质主要是六氟磷酸锂，有机溶剂主要环状碳酸酯和线性碳酸酯组成。在锂离子电池首次充电过程中，锂盐和有机溶剂在负极表面发生还原分解反应，其分解产物在负极表面形成钝化膜，该钝化膜称为固体电解液界面膜(SEI)。形成的钝化膜可以有效抑制有机溶剂和锂盐的进一步分解，且形成的钝化膜是离子可导，电子不可导。

锂离子电池在后续的高温储存或高温循环过程中，SEI膜不断被破坏及修复，同时电解液不断被消耗且电池内阻逐渐增加，最终导致电池性能跳水。许多科研者通过往电解液中添加不同的负极成膜添加剂(如碳酸亚乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯，碳酸乙烯亚乙酯)来改善SEI膜的质量，从而改善电池的各项性能。例如，在日本特开2000-123867号公报中提出了通过在电解液中添加碳酸亚乙烯酯来提高电池特性。碳酸亚乙烯酯能够优先于溶剂分子在负极表面发生还原分解反应，能在负极表面形成钝化膜，阻止电解液在电极表面进一步分解，从而提高电池的循环性能。但添加碳酸亚乙烯酯后，电池在高温储存中过程中容易产生气体，导致电池发生鼓胀。此外，碳酸亚乙烯酯形成的钝化膜阻抗较大，尤其在低温条件下，容易发生低温充电析锂，影响电池安全性。氟代碳酸乙烯酯也能在负极表面形成钝化膜，改善电池的循环性能，且形成的钝化膜阻抗比较低，能够改善电池的低温放电性能。但氟代碳酸乙烯酯在高温储存产生更多的气体，明显降低电池高温储存性能。

发明内容

针对现有锂离子电池存在循环性能和温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。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐、以及选自结构式1所示化合物中的一种或多种；

在结构式1中，R为单键或亚甲基，R₁为R₂、R₃选自氢或卤素，以及m选自1～4的整数，n选自0～2的整数。

可选的，所述结构式1所示的化合物选自下列化合物：

可选的，以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1所示的化合物的质量百分含量为0.1％～5％。

可选的，所述非水电解液还包括不饱和环状碳酸酯、氟代环状碳酸酯、环状磺酸内酯和环状硫酸酯中的一种或多种。

可选的，所述不饱和环状碳酸酯包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚甲基碳酸乙烯酯中的一种或多种；

所述氟代环状碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯和双氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；

所述环状磺酸内酯包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯和丙烯基-1,3-磺酸内酯中的一种或多种；