[发明专利]一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。本发明采用含有式1所示的化合物作为添加剂，由于式1所示的化合物中含有单腈基，其可以较好的和钴酸锂或三元正极表面的过渡金属离子络合，稳定正极表面，抑制高电压下高氧化态的过渡金属离子和电解液发生的副反应，抑制过渡金属离子的溶出，改善电池的高温存储和循环性能，同时锂盐型添加剂具有改善高温和循环的作用，通过它们间的协同作用，可改善电池的循环和高温存储性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自从商业化以来，由于它的轻便、比能量高、无记忆效应、循环性能好，被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用，消费者对锂离子电池的能量密度、循环寿命、高温性能、安全性等性能提出了更高的要求。

提高能量密度的方式主要有以下几种，一方面可以提高电池的充电电压、采用充电电压更高的正极、采用工艺提高现有电池的电压或采用高容量的高镍正极或富锂正极材料，如4.2V LCO或NMC523等让其电压提高到4.25V、4.35V、4.4V、4.45V甚至更高电压，以及NMC622、NMC811、NCA、LiMnPO₄、LiNiPO₄、LiNi_1.5Mn_0.5O₂等正极材料；另一方面可以采用高能量密度的硅碳等负极材料；还有就是通过减少或减薄铝塑膜、隔膜、铝箔、铜箔等主材的厚度及提高正、负极的压实和面密度等方法来提高能量密度。但高电压或采用高镍正极材料其正极表面不稳定，高氧化态的过渡金属离子不稳定，易发生过渡金属离子溶出，此外高镍正极还存在析氧、颗粒破碎等问题；对于负极而言，过渡金属离子溶出若迁移到负极会破坏负极SEI膜，其次，其本身在高温下易发生分解，此外硅碳负极其表面的SEI膜不稳定，体积膨胀大，充放电过程中容易被破坏，故电池的循环和高温存储等性能待改善。电解液是改善锂离子电池性能的重要因素，而其中电解液添加剂又是其中关键的组分，掌握各添加剂对电池各项性能的影响，然后通过溶剂、锂盐、添加剂等的组合优化，搭配相应的电池体系，开发出满足要求的电解液。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。所述电解液中含有式1所示的化合物中的一种或两种以上和锂盐型添加剂，可以改善锂离子电池的循环性能、高温存储性能。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种锂离子电池非水电解液，其中，包括锂盐、非水有机溶剂、锂盐型添加剂和式1所示的化合物中的一种或两种以上：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅相同或不同，彼此独立地选自氢、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_1-6烷基、C_1-6烷氧基；R选自C或Si；n为1-5之间的整数；

每一个R_a相同或不同，彼此独立地选自卤素、C_1-6烷基、C_1-6烷氧基；

其中，所述锂盐型添加剂包括双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的一种或多种。