[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

一种电池电解液用添加剂，所述电池电解液用添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，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。

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。

氟代碳酸乙烯酯可以在硅碳负极表面形成均匀稳定的SEI膜，由于硅碳负极材料的特殊性(电池膨胀和极片粉化严重)，其电解液体系中往往需要比石墨负极体系更多的成膜添加剂，通常需要使用大量的氟代碳酸乙烯酯。而氟代碳酸乙烯酯在高温环境中或者高镍正极电池体系容易分解，无法满足电池高温使用要求等等，单独使用氟代碳酸乙烯酯，其存在多种弊端。为了解决含有氟代碳酸乙烯酯的锂离子二次电池在高温存储过程中的胀气问题，CN201110157665通过在电解液中添加有机二腈类物质(NC-(CH₂)_n-CN，其中n＝2～4)的方法抑制胀气。US 2008/0311481Al公开含有两个腈基的醚/芳基化合物，能够改善电池在高电压和高温条件下的气胀，改善高温存储性能。但是腈类化合物应用于三元高镍正极材料体系会增加电池极化，严重劣化循环性能和低温特性。

技术问题

本发明实施例提供了一种电池电解液用添加剂、锂离子电池电解液、锂离子电池，旨在解决现有的锂离子电池，在高温条件下，电解液氧化分解，导致电池的高温存储性能和低温放电性能不能兼顾的问题。

技术解决方案

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，所述添加剂至少包括结构如下所示的式Ⅰ或结构如下所示的式Ⅱ，

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。