[发明专利]一种高温稳定型电解液及其锂离子电池

说明书

本发明提供一种高温稳定型电解液及其锂离子电池，由以下质量分数的物料组成：六氟磷酸锂10％～20％；溶剂50％～90％；LiTDI 0.1％～10％；多氟醚添加剂0.1％～10％；其他添加剂0～10％；上述各物料的加和为100％。本发明提供的高温稳定型锂离子电池电解液，通过使用多功能除水成膜添加剂2‑三氟甲基‑4,5‑二氰基咪唑锂(LiTDI)和多氟醚添加剂，能够提高电解液的高温稳定性，提升锂离子电池的高温性能。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种高温稳定型电解液及其锂离子电池。

背景技术

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，在电池正极与负极之间传递锂离子，但对 电子绝缘，从而保证电池充放电的顺利进行。电解液主要由锂盐、溶剂和添加剂组成，六氟磷酸锂是目前唯一商业化大量使用的电解液锂盐。

然而，六氟磷酸锂对水非常敏感，遇到痕量水分即分解产生HF。这归因于六氟磷酸锂的平衡分解反应：生成的五氟化磷是一种较强的Lewis酸，与电解液 中微量的水反应，PF₅+H₂O→2HF+POF₃,生成的HF和POF₃。HF会分解SEI膜中的有机 烷基碳酸锂等组分，破坏SEI膜，电池可逆容量的损失，降低电池性能，尤其是循环寿 命。

当前高能量密度锂离子电池多采用高镍三元正极材料，镍含量越高，电池能量密度 越大，但材料表面残留的碱性物质LiOH和Li₂CO₃的量也越多。这些物质与HF反应产 生气体，并生成高阻抗的LiF，降低电池性能。另外，HF还会加速高镍三元正极材料中 过渡金属离子Ni、Co、Mn的析出，催化SEI的分解，劣化电池性能。

高温环境下，加速六氟磷酸锂分解产生HF，加剧电极表面SEI膜的破坏，使得锂离子综合的性能急剧下降，尤其是循环性能和存储性能。

目前行业中多通过在电解液中加入酸酐类化合物来清除HF，但会同时产生破坏电池 性能的其它酸性物质，严重劣化电池性能，尤其是高温性能。

发明内容

针对背景技术中提到的技术问题情况，该发明通过使用多功能除水成膜添加剂2-三 氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂(LiTDI)与多氟醚添加剂形成一种高温稳定型锂离子电池电解 液。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高温稳定型锂离子电池电解液，由以下质量分数的物料组成：

六氟磷酸锂10％～20％；

溶剂50％～90％；

多功能除水成膜添加剂2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂(LiTDI)0.1％～10％；

多氟醚添加剂0.1％～10％；

其他添加剂0～10％；

上述各物料的加和为100％。

进一步，所述多氟醚添加剂结构通式如下：

R1-O-R2；

其中，R1和R2均表示烃基和氟化烃基中的任一种，且R1和R2中至少一个为氟化 烃基；

其中，R1和R2含有线性或支化的1-15个碳烷基基团。

进一步，所述多氟醚添加剂为甲基九氟丁醚(MFE)、乙基九氟丁醚(EFE)、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚(F-EPE)、1H,1H,5H-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚(F-EAE)、2- 三氟甲基-3-甲氧基全氟戊烷(TMMP)中的至少一种。

进一步，所述溶剂为非水溶剂。