[发明专利]一种高温型锂二次电池电解液及电池

说明书

本发明属于锂二次电池技术领域，具体涉及一种高温型锂二次电池电解液及电池。本发明高温型锂二次电池包含由二异氰酸酯类化合物和双环状硫酸酯类化合物组成的添加剂组合物，该组合物一起使用时通过协同作用，在锂二次电池负极表面形成具有柔性的薄而均匀的SEI膜，同时钝化正极表面，抑制锂二次电池高温存储期间的气体生成量，改善高温循环性能和高温存储性能，提高循环寿命。

技术领域

本发明属于锂二次电池技术领域，具体涉及一种高温型锂二次电池电解液及电池。

背景技术

随着便携式电子设备的普及化，电子设备所需的二次电池趋于向小型化和轻量化发展，所以作为这些设备的电源的能量密度要求越来越高。而锂二次电池因其具有能量密度高、充电效率高、循环寿命长等优点，被广泛应用与动力、储能、航天、数码等领域。

锂二次电池包括：由过渡金属氧化物构成的正极；由碳材料、硅碳材料或锂合金构成的负极；由锂盐和溶剂构成的电解液。

由于所述溶剂易挥发、易燃，在过度充放电或极端条件下使用时，会导致电池内部因发热引起短路或起火，降低锂二次电池的高温稳定性。

申请人杉杉新材料(衢州)有限公司于2019年提出了一项专利申请CN201910199170.X，其公开了一种高温高压安全性锂离子电池电解液以及锂离子电池。本发明的锂离子电池电解液包括锂盐、非水有机溶剂、添加剂，所述添加剂包括异氰酸酯类添加剂、成膜添加剂和氟代阻燃添加剂。所述锂离子电池电解液通过添加第一类异氰酸酯类添加剂和第二类成膜添加剂，能够在电极材料表面形成稳定的SEI膜，既有利于离子传导又能够抑制电解液的分解；添加第三类氟代阻燃剂，F原子既可以在电极界面成膜，又可以减小分子间作用力，降低其粘度，改善电解液的电导率。各组分协同作用，使得电池在高电压下具有良好的高温存储性能、常温循环性能以及高温循环性能，且无安全隐患。

通过其说明书第6段、第11段公开了采用二异氰酸酯类添加剂、单环硫酸酯化合物来进行电池的高温高压应用环境下的性能改善。

通过其表1记载可知，DTD和甲苯二异氰酸酯联用(实施例7)效果在常温电性能、高温(60℃存储)电性能优于仅适用单异氰酸酯的情况。

申请人东莞市杉杉电池材料有限公司、杉杉新材料(衢州)有限公司于2019年提出一项发明专利申请CN201910104215.0，其公开了一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。本发明所述锂离子电池电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，添加剂中包含含硫化合物M和N作为添加剂。所述添加剂M在正负极界面均能参与钝化膜的形成，提升高温性能并抑制电池产气，添加剂N对提升电池循环性能和调节阻抗有较好的效果，通过化合物M和N的联合使用可以优化电池体系的循环性能和储存性能，并且使电池体系具有较低的阻抗，达到电池高低温性能兼顾的综合效果。

其说明书第6-7段记载可以得知，环状磺酸酯化合物、异氰酸酯化合物在改善常温、高温、低温电学性能上有所贡献。

而作为该技术节点的最初贡献者，申请人三菱化学株式会社于2012年提出了一项发明专利申请CN201280007151.9，其在说明书第25段、27段记载，其可以采用具有(A)选自具有碳-碳不饱和键的碳酸酯、通式(1)表示的化合物、亚砜类、亚硫酸酯类、砜类、磺酸酯类、磺内酯类及硫酸酯类中的至少一种化合物、(B)具有氟原子的环状碳酸酯、及(C)分子内至少具有2个异氰酸酯基的化合物。

其主要用途在于：改善电池的常温的存储和循环性能。

通过上述现有技术可以得知，对于二异氰酸酯类化合物、环状硫酸酯/化合物在常温、高温、低温的存储、循环等性能方面具有一定的贡献。

申请人深圳新宙邦科技股份有限公司于2017年提出一项发明专利申请CN201711391825.0公开了一种锂离子电池非水电解液，包括双环状硫酸酯化合物和结构式1所示的化合物A；在结构式1中，R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立地选自氢、氟原子或含1～5个碳原子的基团。