[发明专利]一种高镍锂离子电池用电解液

说明书

本发明公开了一种高镍锂离子电池用电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐、电解液稳定剂和添加剂；所述添加剂包括添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ，其中添加剂Ⅰ为包含结构式I的酯类化合物；结构式I为：R₁‑O‑X‑O‑R₂，其中R1和R2分别为炔基官能团；所述添加剂在锂离子电池电解液中的质量百分比含量为1％～10％，添加剂Ⅰ在电解液中的质量百分比为0.01％～5％。本发明在高镍材料的表面生成保护膜，既能抑制镍离子析出，并具有一定有弹性，对高镍材料起到良好的保护作用，可在充放电过程中正极材料膨胀过程中不破裂，进一步抑制电解液不断消耗和保护膜不断变厚，从而提高锂离子电池的循环寿命以及高温搁置性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别是一种锂离子电池的电解液。

背景技术

鉴于国家政策的引导和消费者对新能源汽车里程焦虑的双重影响，动力电池向高能量密度方向发展成为大势所趋。正极材料作为锂离子电池的重要组成部分之一，其结构中的锂离子是维持锂离子电池正常工作的来源，因此正极材料的能量的密度很大程度上决定了电池的能量密度，目前以NCM523、NCM622、NCM811、NCA为代表高镍正极材料越来越受到人们的关注。

尽管提高正极材料镍含量能提高电池的能量密度，但是也带来了许多问题，诸如循环性能差、存储性能差等。高镍材料本身容易发生阳离子混排，即二价镍离子与锂离子近似，在放电过程中锂离子大量脱出的时候，受到外界因素作用，占据部分锂离子晶格中的位置，导致锂离子错位，晶格发生变化，嵌锂能力降低。经过材料改性，及电解液添加剂辅助抑制镍离子析出可以缓解这一影响循环过程中的容量衰减的因素。高镍正极在制片过程中极容易吸收空气中的水分和二氧化碳，在极片表面生成碳酸锂和氢氧化锂，导致容量损失，并在充电状态的高电位下分解产气。高镍材料在充放电过程中，发生体积变化，尤其是镍含量越高，体积膨胀比例越大，材料表面容易出现微裂纹，导致更多的晶面与电解液接触，形成更多的正极表面保护膜，又称为CEI膜，消耗电解液与活性材料的同时，还会增加锂离子在正极上的内阻，导致循环性能变差。

电解液也是锂离子电池的重要组成部分之一，在电池内部起到传输离子的作用，电解液的性能在很大程度上影响锂离子电池的性能。非水锂离子电池电解液由碳酸酯类有机溶剂、锂盐和添加剂组成。常用的有机溶剂有环状碳酸酯(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯等)、链状碳酸酯(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等)、环状酯类(如γ-丁内酯等)和链状酯类(如乙酸甲酯等)。锂盐作为电解液的关键组分，常用的有LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiN(CF₃SO₂)₂等，其中工业化最成熟的锂盐是LiPF6，其稳定性及溶解性和价格等综合性能优于其他锂盐。电解液添加剂是用来改善电池性能最常用的手段，可以起到四两拨千斤的作用，如果电解液中添加上添加剂，必然能够起到保护电极、提高锂电池循环性能以及高温搁置性能的目的。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种高镍锂离子电池用电解液，以提高锂离子锂离子电池的循环寿命以及高温存储性能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种高镍锂离子电池用电解液，所述电解液由以下重量百分比的组分构成：锂盐8％～50％、非水有机溶剂10％～90％、电解液稳定剂0.02％～5％、添加剂1％～10％，所述添加剂包括添加剂Ⅰ和添加剂Ⅱ；其中添加剂Ⅰ为包含结构式I的酯类化合物，结构式I为：

R₁-O-X-O-R₂