[发明专利]一种电解液以及含有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述添加剂选自环状含负电子基团的亚磷酸酯类化合物中的至少一种。该类添加剂加入以后，使得高镍锂离子电池高温高电压下循环性能好、可改善电池倍率性能，提高高温存储性能，抑制电池在高温高电压充放电过程中发生较大的内阻及提高电极材料的稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池电解液技术领域，具体涉及一种高镍锂离子电池用电解液及锂离子电池，适用于同时提高高镍正极锂离子电池高电压下的倍率性能和高温循环性能以及高温存储性能。

背景技术

随着电动汽车和混合动力电动汽车的快速发展，迫切需要开发出具有更高能量密度，更长循环寿命的锂离子电池。为了获得满足要求的锂离子电池，高性能电极材料的研发成为近年来的研究热点。高镍层状氧化物(LiNi_xCo_yM_1-x-yO₂，x≥0.6，NCM)作为正极材料具有高比容量、大能量密度、低成本的优点，是最有希望成为下一代锂离子动力电池的正极材料，是未来电动汽车的候选人。虽然高镍层状氧化物具有诸多优点，但其作为正极材料时，其循环性能并不理想，主要问题在于：高镍锂离子电池体系，随着镍含量以及充电上限电压的提高，电解液分解能力增强，电极材料与电解液之间形成的界面(CEI)膜不够稳定，导致高镍锂离子电池的性能降低，循环性能较差，当电池在较高温度环境下(45℃)工作时，上述问题会加剧，引起循环性能下降，限制了高镍锂离子电池的进一步发展。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种电解液。该电解液包括一种环状含负电子基团的亚磷酸酯类电解液添加剂。该类添加剂加入以后，使得高镍锂离子电池高温高电压下循环性能好、可改善电池倍率性能，提高高温存储性能，抑制电池在高温高电压充放电过程中发生较大的内阻及提高电极材料的稳定性。现有技术中，关于环状含负电子基团的亚磷酸酯类化合物作为添加剂通过负电子官能团和亚磷酸酯官能团协同作用可提升高镍锂离子电池在高温高电压下的电化学性能的相关技术尚无报道。本发明所选择的新型双活性官能团的电解液添加剂，添加剂中的胺部分是含孤对电子的氮，属于负电子基团，可以和电极材料中的过渡金属离子络合稳定电极材料，添加剂中的亚磷酸酯官能团具有消除HF的功能，同时有助于形成稳定的CEI膜，以此提升锂离子电池的高温高压循环稳定性能。

所述电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；

其中，所述添加剂选自环状含负电子基团的亚磷酸酯类化合物中的至少一种。

可选地，所述环状含负电子基团的亚磷酸酯类化合物选自具有式I所示的化合物中的至少一种；

其中，R₁₁，R₁₂，R₁₃，R₁₄，R₂₁，R₂₂，R₂₃，R₂₄，R₃₁，R₃₂，R₃₃，R₃₄独立地选自H，C1～C20的烷烃基，C6～C16的芳烃基，部分或全部H被卤素取代的C1～C6的烷烃基。

可选地，R₁₁，R₁₂，R₁₃，R₁₄，R₂₁，R₂₂，R₂₃，R₂₄，R₃₁，R₃₂，R₃₃，R₃₄独立地选自H，C1～C5的烷烃基，C6～C16的芳烃基，部分或全部H被卤素取代的C1～C6的直链烷烃基。