[发明专利]一种含有非水电解液的硅碳锂离子电池及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种含有非水电解液的硅碳锂离子电池，所述硅碳锂离子电池包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括正极活性物质、粘结剂和导电剂，所述负极包括负极活性物质和导电剂，所述电解液包括非水有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述的添加剂包括苯基硅烷类化合物、碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯；

其中，所述的苯基硅烷类化合物与正极活性物质和导电剂质量之和的质量比大于0且小于等于0.06；所述的碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯与负极活性物质和导电剂质量之和的质量比大于0且小于等于0.05。

2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯的质量比为20:1-1:20，例如为1:1-1:20。

3.根据权利要求1-2任一项所述的电池，其中，所述的苯基硅烷类化合物与正极活性物质和导电剂质量之和的质量比大于等于0.005且小于等于0.06，例如小于等于0.05、0.04、0.03、0.02、0.01、0.005；所述的碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯与负极活性物质和导电剂质量之和的质量比大于等于0.005且小于等于0.05，例如小于等于0.04、0.03、0.02、0.01、0.005。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其中，所述的苯基硅烷类化合物具有式(I)所示的结构通式：

其中，R₁、R₂相同或不同，各自独立地选自卤素、无取代或任选被一个、两个或更多个R_a取代的下列基团：C_1-12烷基、C_2-12烯基、C_2-12炔基、C_6-20芳基；每一个R_a相同或不同，彼此独立地选自卤素、C_1-12烷基。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其中，R₁、R₂相同或不同，各自独立地选自F、C_1-6烷基、C_2-6烯基、苯基、萘基。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其中，所述的苯基硅烷类化合物选自下述式(II)-式(VII)所示化合物中的至少一种：

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池，其中，所述的非水有机溶剂选自碳酸酯、羧酸酯和氟代醚，其中，所述的碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯中的一种或多种组合；所述的羧酸酯选自丙酸乙酯、丙酸丙酯中的一种或多种组合；所述的氟代醚选自1,1,2,3-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池，其中，所述的锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂或双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或多种，其用量占非水电解液总质量的10％～20％。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池，其中，所述正极活性物质选自LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄、Li_xNi_yM_1-yO₂中的一种或几种，其中，0.9≤x≤1.2，0.5≤y1，M选自Co、Mn、Al、Mg、Ti、Zr、Fe、Cr、Mo、Cu、Ca中的一种或几种。

优选地，所述的负极活性物质为石墨或含1-12wt.％SiOx/C或Si/C的石墨复合材料，其中，2x0。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电池，其中，所述的锂离子电池的其可逆克容量≥420mAh/g。