[发明专利]电池电解液用添加剂、锂离子电池电解液、锂离子电池

说明书

本发明提供了一种电池电解液用添加剂，所述添加剂包括结构如下所示的式Ⅰ、式Ⅱ中的至少一种，以及至少一种环状硫酸酯化合物，式Ⅰ中，R₁、R₂各自相互独立地选自含硅基团，X选自碳原子数为2～20的有机基团；式Ⅱ中，R₁、R₂各自独立地选自含硅基团，X₁、X₂相互独立地选自碳原子数为2～20的有机基团。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池电解液用添加剂、一种锂离子电池电解液和一种锂离子电池。

背景技术

锂离子二次电池是新一代最具竞争力的电池，被称为“绿色环保能源”，是解决当代环境污染问题和能源问题的首选技术。近年来，在高能电池领域中锂离子二次电池已取得了巨大成功，但消费者仍然期望综合性能更高的电池面世，而这取决于对新的电极材料和电解质体系的研究和开发。目前智能手机、平板电脑等电子数码产品对电池的能量密度要求越来越高，使得商用锂离子二次电池难以满足要求。提升电池的能量密度可以通过以下两种方式：一是选择高容量和高压实的正负极材料；二是提高电池的工作电压。

纯硅负极理论克容量高达4200mAh/g，用作锂离子二次电池的负极，由于体积效应，电池膨胀和极片粉化严重，循环性能差。此外，硅基材料的导电性不好，致使电池低温性能差。人们考虑将硅材料和碳材料复合，形成硅碳复合材料，可以很大程度上提高材料的比容量和导电性，一定程度上降低硅基材料的体积效应。硅碳复合材料同高容量的高镍正极搭配，能量密度能够达到 300Wh/Kg以上，与此相匹配的电解液也应运而生，成为锂离子二次电池电解液研究的热点。

硫酸乙烯酯(DTD)是一种优良的正负极成膜添加剂。DTD用作锂离子电池添加剂时，在负极可以优先碳酸乙烯酯(EC)还原形成含有PEO(聚氧化乙烯)链段的SEI，提高导Li⁺性能，明显改善电池低温性能；同时，DTD在正极氧化成CEI膜，抑制产气和提升高温性能。因此，DTD可以兼顾锂离子电池高低温性能和循环性能。但是，含有DTD的电解液在常温储存和长期运输过程中不稳定，容易开环分解，生成容易显色的物质，导致电解液变色。特别是存放过程中随着酸度的增加，DTD的稳定性更差。因此，需要低温储存(0～10℃)，这就给实际生产应用和长期运输带来不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池电解液用添加剂、锂离子电池电解液、锂离子电池，旨在解决现有的含有DTD的电解液在常温储存和长期运输的过程中不稳定，分解变色，不利于实际生产和长期运输的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电池电解液用添加剂，所述添加剂包括结构如下所示的式Ⅰ、式Ⅱ中的至少一种，以及至少一种环状硫酸酯化合物，

式Ⅰ中，R₁、R₂相互独立地选自含硅基团，X选自碳原子数为2～20的有机基团；

式Ⅱ中，R₁、R₂相互独立地选自含硅基团，X₁、X₂相互独立地选自碳原子数为2～20的有机基团。

优选的，所述R₁、R₂相互独立地选自三甲基硅基、二甲基叔丁基硅基。

优选的，所述X选自碳原子数为2～6的含亚甲基的有机基团、碳原子数为2～20的含羰基的有机基团、碳原子数为6～20的含苯基的有机基团、碳原子数为2～20的含杂原子的有机基团。