[发明专利]一种电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种电解液及锂离子电池。所述电解液中加入了二草酸硼酸锂(LiBOB)和式1所示的含氰基的吡啶基化合物，其中，式1所示的含氰基的吡啶基化合物可与电解液中所含的酯基相鳌合，并在正极表面形成有韧性的保护网，抑制了LiBOB在正极的分解产气，同时由于LiBOB在负极形成高阻抗，这更稳定且更有利于高温性能的SEI膜的形成，两种化合物共同在正负极表面形成较强保护膜，并且溶剂中含有低粘度的丙酸正丙酯，所述丙酸正丙酯的加入更有利于离子导通，进一步提高电解液动力学性能，降低电池阻抗，使锂离子的移动变得顺畅，从而明显提高了电池的高低温性能和安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

近年来，随着智能手机、平板电脑和智能穿戴等电子产品的快速发展，考虑到电子产品的使用时长和工作环境的不同，消费者对锂离子电池的能量密度、使用环境的要求越来越高，同时伴随着全球变暖现象，这就要求锂离子电池要具有优异的高低温性能。

目前，锂离子电池能量密度的提高主要通过采用4.4V及以上的高电压钴酸锂正极材料和高容量高压实密度的石墨负极材料来实现。然而，随着锂离子电池电压的升高，正极活性材料氧化性变强，高电压锂离子电池的高温循环性能变差、循环后鼓气等一系列的安全问题随之产生。在高温高电压下，电解液容易在正极表面发生氧化分解产生大量的气体，从而导致电池鼓胀和电极界面破坏，电池循环性能变差。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的电性能影响重大。通过优化电解液添加剂，改善电解液/电极界面性质，降低界面阻抗，可有效抑制电解液氧化分解产气，也可改善锂离子电池在低温下的动力学性能。因此，开发出一种高低温性能优异的电解液添加剂是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的锂离子电池高低温性能难以兼顾、安全性能差等问题，提供一种电解液及锂离子电池，所述电解液应用在锂离子电池中，可使锂离子电池具有优异的高低温性能和安全性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述的添加剂包括二草酸硼酸锂(LiBOB)和式1所示的含氰基的吡啶基化合物；所述二草酸硼酸锂(LiBOB)的使用量占电解液质量的0.1-2wt％；所述式1所示的含氰基的吡啶基化合物的使用量占电解液总质量的0.1-5wt％；

式1中，R₁、R₂、R₃和R₄相同或不同，各自独立的选自氢原子、卤素原子、氰基、取代或未被取代的C_1-4烷基、或取代或未被取代的C_1-4烷氧基，所述取代基是卤素或氰基。

优选地，式1中，R₁、R₂、R₃和R₄相同或不同，各自独立的选自氢原子、氟原子、或C_1-4烷氧基。

根据本发明，所述式1所示的含氰基的吡啶基化合物选自式T1或式T2所示化合物：

根据本发明，所述式1所示的含氰基的吡啶基化合物的使用量占电解液总质量的0.1-5wt％，优选为0.1-2wt％。例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、2.8wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％。

根据本发明，所述二草酸硼酸锂(LiBOB)的使用量占电解液质量的0.1-2wt％，优选为0.1-1wt％。例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％或2wt％。