[发明专利]一种电池电解液及含该电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种电池电解液，还公开了一种含该电解液的锂离子电池，通过在电池电解液中加入酸酐类衍生物添加剂，改善电池的胀气问题，同时由于该酸酐类衍生物添加剂含有O、N、Si、F等多种元素其作为电解液添加剂时，与正负极材料具有较好的兼容性，可以有效的抑制电池胀气及改善电池高温循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电池电解液，还涉及一种含该电解液的锂离子电池。

背景技术

自1991年索尼公司将锂离子电池商业化以来，其以高能量密度、长循环寿命和环境污染小等优势广泛应用于移动电话、照相机和笔记本电脑等电子产品中。随着新能源汽车领域的快速发展，人们对锂离子电池的安全性能和能量密度提出了更高的要求，然而在高温高压下电池的胀气及循环性能的快速衰减严重限制了其更广泛的使用。

为解决电池的胀气问题，酸酐类添加剂较为广泛地被使用。这是由于酸酐类添加剂可以中和正极材料表面的碱性，减缓高温下金属氧化物碱性对碳酸酯溶剂的分解作用；除此之外，酸酐还可以与极片或电解液中的水分反应，生成有机酸类物质，降低强酸的形成进而降低酸对材料的溶解；另外，在高电位下，酸酐类添加剂可以在正极材料表面形成稳定的保护膜。但是酸酐类添加剂的加入，也较为明显的增加了电池的内阻，降低了电池的恒流充入比及容量，不利于电池能量密度的提高。而硅烷类添加剂可以与氢氟酸可以发生配合，消耗氢氟酸，阻断后续副反应的持续发生，因而具有较好的除水、除酸功能，从而改善电池的循环性能，但是硅烷类添加剂对电池在高温下的胀气问题并没有明显的改善作用。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种电池电解液，该电池电解液中添加有酸酐类衍生物添加剂，该酸酐类衍生物添加剂能够在正负极材料表面形成致密且稳定的界面膜，有效地抑制电解液的氧化分解，从而使得该电池电解液可以有效的解决锂离子电池的胀气问题并改善其高温循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、成膜添加剂和添加剂，其中，所述添加剂为酸酐类衍生物添加剂。

进一步的，以所述电解液的总质量为基准，所述锂盐质量分数为9～15％，所述成膜添加剂的质量分数为0.5～12％，所述添加剂的质量分数为0.5～6％，余量为所述有机溶剂。通过大量实验，得出各组分的最佳质量浓度，从而获得电池电解液的最优性能。

优选的，以所述电解液的总质量为基准，所述锂盐质量分数为9～12％，所述成膜添加剂的质量分数为0.5～5％，所述酸酐类衍生物添加剂的质量分数为0.5～3％，余量为所述有机溶剂。

进一步的，所述酸酐类衍生物添加剂具有如下的结构通式I：

其中R1、R2、R3、R4、R5分别独立的选自H、-CN、卤素、C_1-10烷基、C_3-20环烷基、C_2-20烯基、C_2-12炔基、C_3-16环烯基、C_5-26芳基或C_5-26杂芳基。所述酸酐类衍生物添加剂是将硅基基团通过化学键接枝在酸酐环上，构成具有高电压成膜能力的酸酐硅类化合物；具体化合物见结构式(A～D)，应该理解，该化合物包含但不限于结构式(A～D)。

该酸酐类衍生物添加剂能够在正负极材料表面形成致密且稳定的界面膜(由于酸酐、硅基基团作用)，有效地抑制电解液的氧化分解，从而使得该电池电解液可以有效的解决锂离子电池的胀气问题并改善其高温循环性能。