[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

为克服现有技术中针对现有技术中锂离子电池的高温存储性能和高温循环性能不理想的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，包括结构式1所示的化合物，结构式1：其中，R₁、R₂、R₅、R₆各自独立地选自氢、卤素原子或含1‑4个碳原子的基团，R₃、R₄各自独立地为不存在或选自氢、卤素原子或含1‑4个碳原子的基团，X₁、X₂各自独立选自含硫基团、含不饱和键的含碳基团、含硅基团、含氮基团。同时，本发明还公开了采用上述锂离子电池非水电解液的锂离子电池。采用本发明提供的非水电解液的锂离子电池具有优异的高温存储性能和高温循环性能，同时其低温性能也十分优异。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

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。

在非水电解液锂离子电池中，非水电解液是影响电池高低温性能的关键因素，特别地，非水电解液中的添加剂对电池高低温性能的发挥尤其重要。在锂离子电池初始充电过程中，电池正极材料中的锂离子脱嵌出来，通过电解液嵌入碳负极中。由于其高反应性，电解液在碳负极表面反应产生Li₂CO₃、LiO、LiOH等化合物，从而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)。在初始充电过程中形成的SEI膜，不仅阻止电解液进一步在碳负极表面分解，而且起到锂离子隧道作用，只允许锂离子通过。因此，SEI膜决定了锂离子电池性能的好坏。

为了提高锂离子电池的各项性能，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，现有技术中提出向电解液中添加环丁砜类物质，但是添加该类物质后锂离子电池的高温存储性能和高温循环性能仍不够。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中锂离子电池的高温存储性能和高温循环性能不理想的问题，提供一种锂离子电池非水电解液。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种锂离子电池非水电解液，包括结构式1所示的化合物，

结构式1：

其中，R₁、R₂、R₅、R₆各自独立地选自氢、卤素原子或含1-4个碳原子的基团，R₃、R₄各自独立地为不存在或选自氢、卤素原子或含1-4个碳原子的基团，X₁、X₂各自独立选自含硫基团、含不饱和键的含碳基团、含硅基团、含氮基团。

本发明的锂离子电池非水电解液中含有结构式1所示的化合物，发明人发现，由于结构式1所示的化合物的存在强的吸电基团，更有利于化合物中的含杂原子的基团断裂，断裂后形成的不饱和键基团和自由基更有利于正负极成膜，在环丁砜基团上引入吸电子基团同时引入不饱和键或硅氧基，能更好成膜的同时有效降低阻抗，本发明的锂离子电池非水电解液的高温性能和低温性能都非常优异。

优选的，X₁、X₂各自独立选自磺酸根、硫酸根、羰基、烯基、炔基、硅氧烷基、腈基。

优选的，X₁、X₂各自独立选自磺酸根、羰基、丙烯基、丙炔基、三甲氧基硅烷、三乙氧硅烷、丙烯腈。

优选的，所述含1-4个碳原子的基团含有烷基、烯基、炔基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基。