[发明专利]一种高能量密度锂离子电池及其电解液

权利要求书

1.一种高能量密度锂离子电池电解液，包括非水性有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于：所述添加剂包括添加剂A、添加剂B、添加剂C和添加剂D；所述添加剂A为保证循环性能的负极成膜添加剂，所述添加剂B为改善高温性能的添加剂，所述添加剂C为固体电解质膜的修饰性添加剂，所述添加剂D为抑制电解液分解的添加剂；所述添加剂D为O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、O-苯并三氮唑-四甲基脲四氟硼酸酯、1-羟基苯并三唑、1-正丙基磷酸酐、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷、4-二甲氨基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、1-羟基苯并三唑中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子电池电解液，其特征在于：所述添加剂A为氟代碳酸乙烯酯、1，2-二氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸乙烯酯、3a,6a-二氢-[1,3,2]二氧硫代[4,5-d][1,3,2]二恶硫醇-2,2,5,5-四氧中的至少一种，所述添加剂A的含量占电解液总质量的1～15％。

3.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子电池电解液，其特征在于：所述添加剂B为1,3,6-己烷三腈、1,2,3-三-(2-氰乙氧基)丙烷、1,4-二腈基-2-丁烯、乙二醇双(丙腈)醚中的至少一种，所述添加剂B的含量占电解液总质量的0.5～8％。

4.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子电池电解液，其特征在于：所述添加剂C为二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、2-甲基马来酸酐、三氟甲基马来酸酐、烯丙基丁二酸酐、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亚磷酸酯、1,3-丙烷磺酸内脂、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内脂、甲烷二磺酸亚甲酯中的至少一种，所述添加剂C的含量占电解液总质量的0.01～1.5％。

5.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子电池电解液，其特征在于：所述添加剂D的含量占电解液总质量的0.01～0.5％。

6.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子电池电解液，其特征在于：所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的至少一种，所述锂盐的含量占电解液总质量的10％～18％。

7.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂离子电池电解液，其特征在于：所述非水性有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、丁酸丙酯、四氢呋喃、二氧环烷、二乙醇二乙醚、γ-丁内酯中的两种以上按任意比例混合的混合物，所述非水性有机溶剂的含量占电解液总质量的70.0～85.0％。

8.一种高能量密度锂离子电池，包括由正极片、隔离膜和负极片通过叠片或卷绕形成的电芯、以及电解液，所述正极片的正极活性物质为LiNi_1-x-y-zCo_xMn_yAl_zO₂，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1且0≤x+y+z≤1，其特征在于：所述电解液为权利要求1～7任一项所述的锂离子电池电解液。

9.根据权利要求8所述的一种高能量密度锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池的工作电压为4.2～4.8V，所述锂离子电池的体积能量密度为600Wh/L以上。