[发明专利]一种锂离子电池电解液用添加剂及电解液及锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池电解液用添加剂及电解液及锂离子电池，添加剂包括添加物a，添加物b以及添加物c；所述添加物a结构式如结构式1所示，所述添加物b为二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂以及双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所述添加物c为碳酸亚乙烯酯、1，3‑丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、乙烯基亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸二甲酯、硫酸丙烯酯中的至少一种。添加剂通过几种混合物混合，将其应用于锂离子电池电解液中，电解液具有非常优异的过充性能，同时该电解液阻燃性能优异；且使用该电解液的锂离子电池具有较小的内阻以及K值，较好的常温循环性能和高温存储性能。

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电解液用添加剂及电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池已经广泛应用于便携式设备，电动汽车，储能等领域，然而制约着锂离子电池进一步发展的最主要问题就是电池本身的安全性，特斯拉电动汽车电池起火，三星手机爆炸等安全事故不断的提醒我们安全是电池的前提条件，尤其未来锂电向着高能量密度、高功率方向发展，安全问题更是不可忽视。

目前确保电池安全的方法分为内部和外部两种保护机制，外部保护是依靠电子装置，这无疑会降低电池的能量密度，与电池目前的发展方向不符。内部保护方案则侧重改变电池本身的材料，也是目前保护电池安全最可靠的做法。而在改变电池本身材料的方案中，在电解液中增添安全添加剂是最经济有效的方法。现有的技术主要是在电解液中添加过充及阻燃添加剂来保护电池的安全性。联苯和环已基苯是目前最常用的两种过充添加剂，而常用的阻燃添加剂主要有磷酸酯类、磷腈类以及氟代碳酸酯类等；例如专利号为CN201410035305.6的专利在电解液中添加了环状磷腈化合物，制得的电池具有优异的安全性能，还有通过添加苯或联苯结构的添加剂，用来提高电池的过充及阻燃性能。但是现有的过充和阻燃添加剂的加入会增大电池的内阻及K值，从而使电池的循环及高低温性能均下降，无疑对电池的电性能造成了不良的影响，尤其是在阻燃和过充添加剂使用量增大时，现有的技术大多只考虑了增加电池的安全性，却以牺牲电池的电性能为代价。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种锂离子电池电解液用添加剂及电解液及锂离子电池，添加剂通过几种混合物混合，将其应用于锂离子电池电解液中，电解液具有非常优异的过充性能，同时该电解液阻燃性能优异；且使用该电解液的锂离子电池具有较小的内阻以及K值，较好的常温循环性能和高温存储性能。

一种锂离子电池电解液用添加剂，包括添加物a，添加物b以及添加物c；

所述添加物a结构式为：

所述添加物b为二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂以及双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；

所述添加物c为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、乙烯基亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸二甲酯、硫酸丙烯酯中的至少一种。

优选地，所述添加物a结构式中的R1、R2、R5以及R6分别为烷基、烷氧基、烯烃基、卤代烷基、卤代烷氧基、卤代烯烃基、羟基、羧基以及醚氧基中的一种，所述卤代为部分取代或全取代；所述R3以及R4为全卤代烷基。

优选地，所述添加剂中的添加物a、添加物b以及添加物c质量比为2-10：1-10：0.1-5。

优选地，所述添加剂中的添加物a、添加物b以及添加物c质量比为3-8：2-5：0.5-2。

一种电解液，包括上述的添加剂、锂盐电解质以及有机溶剂，所述添加剂以及锂盐电解质溶于有机溶剂中。

优选地，所述添加剂占电解液质量的3.1-25％。

优选地，所述锂盐电解质为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂以及高氯酸锂中的一种或多种。