[发明专利]非水电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种非水电解液及锂离子电池，所述非水电解液包括非水溶剂、锂盐以及添加剂，所述非水溶剂为高氧化电位类溶剂，所述添加剂包括环状硫酸酯。所述高氧化电位类溶剂选自式I、式II所示的化合物中的一种或几种，所述环状硫酸酯选自式III所示的化合物中的一种或几种。本发明既能改善锂离子电池高温高电压下的电化学性能以及改善锂离子电池过充安全、热箱安全等安全性能，又能保证锂离子电池具有一定的动力学性能。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种非水电解液及锂离子电池。

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。

锂离子电池目前广泛使用以六氟磷酸锂为导电锂盐以及以环状碳酸酯和/或链状碳酸酯为溶剂的非水电解液体系。然而上述非水电解液尚存在诸多不足，例如在高电压体系中，上述非水电解液的循环性能、存储性能以及安全性能有待提高，又如在钴酸锂或高镍三元体系中，锂离子电池的过充安全、热箱安全等安全性能也有待提高。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种非水电解液及锂离子电池，其既能改善锂离子电池高温高电压下的电化学性能以及改善锂离子电池过充安全、热箱安全等安全性能，又能保证锂离子电池具有一定的动力学性能。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种非水电解液，其包括非水溶剂、锂盐以及添加剂，所述非水溶剂为高氧化电位类溶剂，所述添加剂包括环状硫酸酯。所述高氧化电位类溶剂选自式I、式II所示的化合物中的一种或几种，所述环状硫酸酯选自式III所示的化合物中的一种或几种。在式I中，R₁、R₂独立地选自未取代、部分卤代或全部卤代的碳原子数为1至5的烷基，且R₁、R₂中的至少一个为部分卤代或全部卤代的碳原子数为1至5的烷基；在式II中，R₃选自部分卤代或全部卤代的碳原子数为1至6的亚烷基；在式III中，R₄选自未取代、部分卤代或全部卤代的碳原子数为1至6的亚烷基。其中，卤素原子选自F、Cl、Br、I中的一种或几种。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括正极极片、负极极片、隔离膜以及根据本发明第一方面的非水电解液。

相对于现有技术，本发明至少包括如下所述的有益效果：

(1)本发明的非水电解液使用高氧化电位类溶剂替代常规碳酸酯类溶剂，可以克服常规碳酸酯类溶剂耐氧化性差、易高压分解产气、闪点低、易燃烧等缺点，从而本发明的非水电解液可以大大改善锂离子电池的过充安全、热箱安全等安全性能；

(2)本发明的非水电解液中还含有添加剂环状硫酸酯，其可以优先在负极形成稳定的界面保护膜，抑制高氧化电位类溶剂在负极的副反应，另外，添加剂环状硫酸酯在参与负极成膜过程中可生成结构中含烷氧基结构(-CH₂CH₂O-)的硫酸酯锂盐，很好地调节负极界面保护膜粘弹性，改善锂离子界面传递动力学，最终在负极形成薄且致密以及锂离子迁移动力学良好的界面保护膜，很好地弥补高氧化电位类溶剂粘度大以及与负极兼容性差的缺陷，有助于得到动力学性能以及电化学性能良好的锂离子电池；

(3)此外，环状硫酸酯还可以在正极表面形成稳定的界面保护膜，进一步提高非水电解液的耐氧化性，因此还在一定程度上有利于改善锂离子电池过充安全、热箱安全等安全性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的非水电解液及锂离子电池。

首先说明根据本发明第一方面的非水电解液，其包括非水溶剂、锂盐以及添加剂，所述非水溶剂为高氧化电位类溶剂，所述添加剂包括环状硫酸酯。