[发明专利]电解液添加剂、电解液和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种电解液添加剂、电解液和锂离子电池，该电解液添加剂包括2‑(2,2‑二氰基乙烯基)‑4‑乙烯基‑1,3‑二氧戊环和巴比妥酸。该电解液添加剂可应用于电池电解液，能够在正负极形成稳定的钝化膜，该钝化膜韧性优，能使正负极在长时间的高温条件下覆盖活性位点不破损，改善电池的浮充性能和过充性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电解液添加剂、电解液和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品及储能与动力电池中。随着锂离子电池的广泛应用，其温度适应性和安全性能成为锂离子电池的一个重要指标。锂离子电池的稳定性受到诸多因素的影响，其中，电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对其环境适应性和安全性能有着重大影响。

电解液一般由闪点较低的碳酸酯类溶剂、六氟磷酸锂锂盐以及其他添加剂组成，由于溶剂组分具有易燃易爆的特点，当电池在过充电、过放或者一些极端的使用情况下容易产生安全隐患，发生起火甚至爆炸事件。当锂离子电池过充时，由于电池电压随极化增大而迅速上升，会引发正极活性物质结构的不可逆变化以及电解液的氧化分解，进而产生大量的气体并放出大量的热，致使电池内压和温度急剧上升，存在爆炸、燃烧等不安全隐患。此外，目前现有的锂离子电池还普遍存在高温下的浮充循环性能较差的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电解液添加剂、电解液和锂离子电池，该电解液添加剂可应用于电池电解液，能够在正负极形成稳定的钝化膜，该钝化膜韧性优，能使正负极在长时间的高温条件下覆盖活性位点不破损，改善电池的浮充性能和过充性能。

本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一方面，提供一种电解液添加剂，包括添加剂A和添加剂B；所述添加剂A为2-(2,2-二氰基乙烯基)-4-乙烯基-1,3-二氧戊环(简称DCKVEA)，其结构式为：所述添加剂B为巴比妥酸，其结构式为：

根据本发明的一些实施例，所述添加剂A和所述添加剂B的质量比为(0.05～10)：(0.01～5)。

根据本发明的一些实施例，所述添加剂A和所述添加剂B的质量比为(0.1～5)：(0.1～2)。

本发明的第二方面，提供一种电解液，包括电解质锂盐、有机溶剂和本发明第一方面所提供的任一种电解液添加剂。

根据本发明的一些实施例，所述电解液添加剂在所述电解液中的质量百分含量为0.06％～15％。具体地，电解液添加剂中添加剂A在电解液中的质量百分含量可为0.05％～10％，优选为0.1％～5％；添加剂B在电解液中的质量百分含量可为0.01％～5％，优选为0.1％～2％。

根据本发明的一些实施例，所述电解质锂盐为有机锂盐或无极锂盐，例如，所述电解质锂盐可选自六氟磷酸盐(如六氟磷酸锂)、六氟砷酸盐(如六氟砷酸锂)、高氯酸盐(如高氯酸锂)、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述电解质锂盐选自含氟元素和/或含锂元素的化合物。

根据本发明的一些实施例，所述电解质锂盐在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L。电解质锂盐浓度过低，电解液的电导率低，会影响整个电池体系的倍率和循环性能；电解质锂盐的浓度过高，电解液粘度过大，同样影响整个电池体系的倍率。优选地，所述电解质锂盐在所述电解液中的浓度为0.9～1.3mol/L。

根据本发明的一些实施例，所述有机溶剂为有机复合溶剂，具体可选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。