[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

本发明提供了一种电池电解液用添加剂，至少包括文中结构式1‑17所示化合物中的一种。式1‑17所示化合物中的一种作为电池电解液用添加剂，可以在电极(正极和负极)表面形成低阻抗的稳定保护膜，抑制电极和电解液的副反应，降低界面阻抗，兼顾高低温性能(具有良好的低温放电性能，以及良好的循环性能和高温存储性能)，提升锂离子电池的整体输出性能。

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，是锂离子二次电池的理想高容量负极材料。但纯硅用作锂离子二次电池的负极时，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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池电解液用添加剂，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。

本发明的另一目的在于提供一种含有上述电池电解液用添加剂的锂离子电池电解液，以及一种锂离子电池。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种电池电解液用添加剂，所述添加剂至少包括如下结构式1-17所示化合物中的一种，

本发明第二方面提供一种锂离子电池电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述添加剂至少包括如下结构式1-17所示化合物中的一种，

优选的，所述结构式1-17所示化合物中的至少一种作为第一类添加剂，且以所述电解液的总质量为100％计，所述第一类添加剂的质量百分含量为0.05％～2％。

优选的，所述添加剂还包括选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯中的至少一种的第二类添加剂。

优选的，以所述电解液的总质量为100％计，所述添加剂的质量百分含量之和小于等于15％。