[发明专利]一种电解液及使用该电解液的二次电池

说明书

一种电解液及使用该电解液的二次电池，尤其涉及锂离子电池及其电解液。电解液，包含含有Si和‑CN双键的化合物。二次电池，包括正极、负极以及电解液，所述电解液为上述的电解液。本发明可同时提高二次电池循环性能和高温存储性能。

技术领域

本发明涉及电解液领域，尤其涉及一种二次电池用电解液及使用该电解液的二次电池。

背景技术

随着锂电池商业应用的推广，未解决产品续航能力的问题，客户提出高能量密度锂电池的需求。因此使用具有高电压、高比能量的镍、钴、锰等过渡金属的化合物(或氧化物等)或高镍三元材料作为正极活性物质，或使用包含有石墨或硅(纳米硅或其氧化物等)的负极活性物质，或前两者结合，从而提高锂电池能量密度。但如高电压钴酸锂、高镍三元材料等高比能量的正极活性材料在循环及高温存储过程中容易出现过渡金属溶出等情况，加剧电解液副反应，导致二次电池循环及高温存储性能变差。而如硅基负极等高容量的负极活性材料因较大的体积膨胀，造成材料表面SEI膜不稳定，在循环过程中不断破坏和不断生成造成电池容量持续衰减。因此对新型电解液的需求就尤为强烈。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种二次电池用电解液，该电解液可提高二次电池的循环寿命和存储性能。

本发明的目的可以这样实现，设计一种电解液，其包含含有Si和-CN双键的化合物。

进一步地，包含Si和-CN双键的化合物包括式I化合物、式II化合物中的至少一种：

其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9各自独立选自取代或未取代的C1～C12烷基或烷氧基、取代或未取代的C2～C12烯基或烯氧基、取代或未取代的C2～C12炔基或炔氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基或环氧烷基、取代或未取代的C1～C12的氰基或氰氧基、取代或未取代的C1～C12的硅氮烷基，其中经取代时，取代基为卤素。

进一步地，式I化合物或式II化合物选自下列化合物中的至少一种：N,O-双三甲硅基乙酰胺、N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺、N,O-双(乙基二甲基硅基)三氟乙酰胺、N，O-双(叔丁基二甲基硅基)三氟乙酰胺、N，O-双(烯丙基二甲基硅基)三氟乙酰胺、N,O-双(二甲基丙基硅基)三氟乙酰胺、N-(氰乙基三甲基硅烷)乙酰胺、N-(氰乙基三甲基硅烷)三氟乙酰胺、N-(α-叔丁基亚苄基)-α，α，α-三甲基硅烷胺、二苯甲氨基三甲基硅烷。

进一步地，含有Si和-CN双键的化合物在所述电解液中的重量百分比为0.01wt％～5wt％。

优选地，含有Si和-CN双键的化合物在所述电解液中的重量百分比为0.5wt％～2wt％。

进一步地，所述电解液除包含所述含有Si和-CN双键的化合物外，还包括有机溶剂、锂盐和添加剂。

进一步地，所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、碳酸二丙酯、亚硫酸二甲酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸丙酯、乙酸二氟乙酯、二氟乙酸乙酯中的一种或几种任意比例的混合。

进一步地，所述的锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂中至少一种。所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.1mol/L～3.0mol/L,优选的为0.7mol/L～1.5mol/L。

进一步地，所述的其他添加剂包括四氟硼酸锂、1，3-丙磺酸内酯(PS)、硫酸亚乙酯、硫酸乙烯酯(DTD)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、2-氟吡啶(FPy)、1，3，6-已烷三腈(HTCN)、1，2，3-三(2-氰氧基)丙烷中的一种或多种。