[发明专利]一种锂离子电池非水电解质溶液及锂离子电池

说明书

本发明属于电池技术领域，公开了一种锂离子电池非水电解质溶液及锂离子电池。本发明的锂离子电池非水电解质溶液包含非水有机溶剂、电解质、添加剂，其中，所述添加剂中包含结构式I所示A类添加剂及结构式II所示的B类添加剂。该电解液中，结构式I所示A类添加剂在充放电过程中可在负极表面发生还原反应形成以磺酸酯为主要成分的SEI膜，界面阻抗小且耐高电压，可阻止电解液和电极反应，抑制高温保存后的阻抗增加，提高容量维持率；结构式II所示B类添加剂在正极表面形成的含P‑O键的CEI膜是一种更稳定的存在，可改善电池的高低温循环性能和库伦效率，并能捕获正极溶出Ni，提升电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是涉及一种锂离子电池非水电解质溶液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，被广泛的研究与应用。目前商品化的锂离子电池对容量要求越来越高，因此三元高镍正极材料的研究成为热点。但高镍三元层状氧化物正极材料除了具有高比容量、价格低廉和环境友好性等优点，其较差的循环稳定性、热稳定性和储存性能极大地限制了其应用，另外材料表面与空气和电解液容易发生副反应，消耗正极活性材料，被还原的过渡金属元素在高温下催化副反应，会产气膨胀，甚至发生爆炸等危险事故。因此，必须寻找与之匹配的电解液体系满足其高容量、低阻抗、长寿命的要求。

发明内容

本发明鉴于现有技术中存在的不足，提供了一种锂离子电池非水电解质溶液，该电解液有效解决了锂离子二次电池的低温性能差和容量衰减问题。

为达到本发明的目的，本发明的锂离子电池非水电解质溶液包含非水有机溶剂、电解质、添加剂，其中，所述添加剂中包含结构式I所示A类添加剂及结构式II所示的B类添加剂：

结构式I中，R₁选自碳原子数为1-14的烷基、碳原子数为6-12的芳烷基、碳原子数为1-12的烷氧基、碳原子数为2-7的链烯基、碳原子数为3-8的炔基、碳原子数为1-18的链状或环状酯基、碳原子数为1-6的含有硫原子的有机基团、碳原子数为2-10的含有硅原子的有机基团、碳原子数为1-7的含有氰基的有机基团、碳原子数为2-12的含有磷原子的有机基团；

结构式II中，R₂、R₃、R₄各自独立地选自碳原子数为1-14的烷基、碳原子数为6-12的芳烷基、碳原子数为1-12的烷氧基、碳原子数为2-7的链烯基、碳原子数为3-8的炔基、碳原子数为1-18的链状或环状酯基、碳原子数为1-6的含有硫原子的有机基团、碳原子数为2-10的含有硅原子的有机基团、碳原子数为1-7的含有氰基的有机基团。

进一步地，所述结构式I所示A类添加剂包含以下化合物M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7中的一种或几种：

优选地，所述结构式I所示A类添加剂为化合物M1、M2、M6、M7；进一步优选地，所述结构式I所示A类添加剂在非水电解质溶液中的质量百分比为0.1％-10％，更优选为0.5％-5％。

进一步地，所述结构式II所示的B类添加剂为TMSP或TMSPi中的一种或两种；优选地，所述结构式II所示的B类添加剂在非水电解质溶液中的质量百分比为0.1％-8％，更优选为0.5％-3％。