[发明专利]锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法，通过在电池电解液中加入同时具有Si‑N和C≡N官能团的硅基亚氨腈化合物类添加剂，不仅能够抑制锂离子电池的高温产气以及体积膨胀，优化电池的高温性能，还能够有效降低电池电解液中腐蚀性HF的含量，延长电池使用寿命。

技术领域

本发明涉及到电池电解液领域，特别是涉及到一种锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池被认为是混合动力电动车和电动车非常有前景的动力电源，但是为了满足电动车的需求它的能量密度需要进一步提升，提高工作电压被认为是一种有效的解决方法。在多种正极材料中，LiNixCoyMnzO2(0≤x,y,z1)因为其比容量可以随着工作电压提高而增大得到了广泛关注，例如，当工作电压从4.2V提高至4.5V，其能量密度可以增大30％。

但由于电解液中六氟磷酸锂的热稳定性差，在高镍正极体系下，当电池工作温度较高时，电解液会分解产生大量具有腐蚀性的HF，同时电解液在正极氧化的反应也会加剧，导致电池的高温性能衰减，特别是高温产气严重。一方面会导致设备开裂损坏，不能正常使用，甚至起火、爆炸等；另一方面会影响电池的充放电性能，使循环和存储性能变差。通常是通过加入大量的成膜添加剂，抑制高温产气膨胀以及改善电池性能，但同时也导致电极表面形成的钝化膜阻抗大，且循环过程阻抗增长明显的问题。针对以上缺点，本发明提出了一种锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种锂离子电池电解液的制备方法，改善锂离子电池的高温产气性能和降低电池电解液中的腐蚀性HF的含量。

本发明提出一种锂离子电池电解液的制备方法，包括：

按照指定质量比例分别称量有机溶剂、添加剂和锂盐，添加剂包括添加剂A，添加剂A的结构式为：

式中：R₁、R₂优选地为共轭基团；锂盐包括六氟磷酸锂；

混合有机溶剂、添加剂和锂盐，并搅拌均匀，得到锂离子电解液。

进一步地，有机溶剂与六氟磷酸锂的质量比包括6：1～8：1。

进一步地，有机溶剂和六氟磷酸锂的质量总和与添加剂A的质量比范围包括10000:1～100:1。

进一步地，有机溶剂包括环状碳酸酯类有机溶剂、链状碳酸酯类有机溶剂中的一种或两种的组合。

进一步地，环状碳酸酯类有机溶剂包括碳酸乙烯酯，链状碳酸酯类包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯中、乙酸丙酯中的一种或几种。

进一步地，添加剂A包括三甲基硅基亚氨基二乙腈或三甲基硅基亚氨基二丙烯腈。

进一步地，锂盐还包括二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、双氟黄酰亚胺锂中的一种或几种。

本发明还提出了一种锂离子电池电解液，采用上述的锂离子电池电解液的制备方法制备而成。

本发明还提出了一种锂离子电池，包括正极、负极和上述中的锂离子电池电解液。

进一步地，正极为涂覆镍钴锰三元材料的铝箔极片，负极为涂覆石墨的铜箔极片。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明提供了一种锂离子电池电解液的制备方法，通过在电池电解液中加入同时具有Si-N和C≡N官能团的硅基亚氨腈化合物类添加剂，不仅能够抑制锂离子电池的高温产气以及体积膨胀，优化电池的高温性能，还能够有效降低电池电解液中腐蚀性HF的含量，延长电池使用寿命。

附图说明

图1为本发明锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法中的制备方法的步骤示意图。