[发明专利]一种锂二次电池电解液和锂二次电池

说明书

本发明属于锂离子电池材料领域，公开了一种锂二次电池电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于：所述添加剂具有如下通式一：式中R₁、R₂各自独立地选自氟取代或未取代的C₂～C₁₂烷基、氟取代或未取代的C₂～C₁₂烯基、氟取代或未取代的C₂～C₁₂炔基、氟取代或未取代的C₂～C₁₂烷氧基、氟取代或未取代的C₂～C₁₂胺基、氟取代或未取代的C₂～C₁₂芳基、氟取代或未取代的C₂～C₁₂杂环基；X选自五元杂环基团或者六元杂环基团。同时，本发明还公开了一种锂二次电池，该锂二次电池在高电压条件下具有优异的高温循环性能、高温存储性能和低温放电性能。

技术领域

本发明涉及锂二次电池材料领域，具体为一种锂二次电池电解液、锂二次电池。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭及环境污染的压力越来越大，汽车行业迫切需要一种新型能源为其提供驱动。锂二次电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小、安全性好等优点，使其成为新能源汽车动力电源的首选方案。然而随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂二次电池的要求不断提高，开发具有高能量密度的锂二次电池成为当务之急。

当前提升锂二次电池能量密度的途径主要有以下几种途径：

1.提高电池的工作电压；

2.使用更轻更薄的正负极集流体和隔膜；

3.开发高容量和高压实正负极材料。

提高锂二次电池电压会导致正极活性材料氧化性增加，导致电解液氧化分解，分解副产物在正极材料表面堆积，导致电池性能劣化；另一方面，电解液氧化过程中正极材料中的过渡金属离子被还原而溶出到电解液中，造成容量损失；此外，溶出到电解液中的过渡金属离子迁移到负极表面破坏负极SEI膜，导致电池性能劣化。

使用更轻更薄的正负极集流体和隔膜已经接近量产的极限，使用这些相对极限的材料不仅不利于加工制造、影响电池的生产合格率，而且使用更薄的隔膜还会降低电池的安全性能。

开发高容量和高压实正负极材料，目前正极材料方面主流方向是开发高镍三元材料，但是随着镍含量的增加，高温循环、高温存储过程中都容易产气，整体高温性能较差；当前主流的解决方案是在电解液中增加改善高温的添加剂，虽然对高温性能有所改善，但低温性能却很差。

申请人珠海冠宇电池有限公司于2019年提出了一项发明专利申请CN201910346872.6，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，属于锂离子电池技术领域。所述电解液包括非水有机溶剂、导电锂盐和添加剂。添加剂由双硼酸酯型化合物和锂盐型化合物组成。所述的双硼酸酯型化合物具有式(I)所示的结构通式：其中，R1、R2各自独立地分别为取代或未取代的C1～6烷基、C2-C6烯基、烷氧基和羧基中的任一种，R3为取代或未取代的C1～20烷基、C2-C6烯基、烷氧基和羧基中的任一种。该发明优势在于双硼酸酯型化合物和锂盐型化合物在电化学的作用下可以形成具有高导锂离子且坚固的界面膜，从而提高电池的使用寿命。