[发明专利]一种顺丁烯二酸酐及其锂电池电解液和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种顺丁烯二酸酐类电解液添加剂。本发明还公开了包括该添加剂的电解液和锂离子电池。包括该的电解液可以在正负极表面形成稳定的保护膜，抑制电极表面的反应活性，减少电解液的氧化分解，有效地抑制胀气，从而提高锂离子电池的安全性能、在常压和高电压下的循环性能和使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种顺丁烯二酸酐及其锂电池电解液和锂离子电池，属于锂离子电池领域。

背景技术

近年来随着便携式电子设备的普及、电动工具和电动汽车的发展，作为新一代高能电源的锂离子电池得到了广泛的关注。目前，商业化的锂离子电池的正极材料主要有锰酸锂、钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。

目前已经开发出了多种高电压的正极材料如尖晶石结构的LiMn₂-xLi_xO₄、LiMn₂-xMxO₄和橄榄石结构的LiMPO₄等。但是随着使用电压的提高，常规的电解液除了自身氧化分解反应发生外，还会在正极材料表面上氧化分解，含有过渡金属元素的正极材料更起到了催化作用从而促进了电解液的氧化，最终导致电池内阻的升高，循环性能破坏，减短了电池的使用寿命。

发明内容

本发明的第一个目的为提供一种可提高锂离子电池使用寿命顺丁烯二酸酐类添加剂。

本发明的第二个目的在于提供一种包括所述顺丁烯二酸酐的锂离子电解液。

本发明的第三个目的在于提供一种包括所述电解液的离子电池。

本发明提供了一种顺丁烯二酸酐，其特征在于：具备如下结构。

本发明提供了一种包括所述顺丁烯二酸酐的锂电池电解液。

所述顺丁烯二酸酐占所述电解液总重量的1％～6％。

所述锂电池电解液还包括有机溶剂和锂盐。

其中有机溶剂占所述电解液总重量的80％～85％。

所述锂盐占所述电解液总重量的15％～20％。

所述锂盐为选自六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂或双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或几种。

所述有机溶剂为碳酸酯。

所述碳酸酯为选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的一种。

所述有机溶剂为乙酸酯。

所述乙酯为选自乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、或乙酸丙酯中的一种或者几种。

所述锂电池电解液还包括鎓盐。

所述鎓盐为季铵盐。

所述季铵盐为聚乙烯亚胺(PEI)。

所述聚乙烯亚胺的分子量为10000-20000。

本发明提供了一种锂离子电池，包括所述的锂电池锂离子电解液，所述锂离子电池的正极材料为镍钴锰酸锂。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明所述的顺丁烯二酸酐可以在镍钴锰酸锂电极材料表面形成一层致密的保护膜，并通过所述顺丁烯二酸酐与电池材料酸根离子之间的氢键与络合键使所述保护膜稳定地吸附在电极材料表面。