[发明专利]一种锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池电解液及锂离子电池，所述电解液包括有机溶剂、添加剂和电解质锂盐。所述的添加剂由第一添加剂和第二添加剂组成。所述第一添加剂为硫酸乙烯酯、4‑甲基硫酸亚乙酯、4‑乙基硫酸亚乙酯、4‑丁基硫酸亚乙酯、硫酸丙烯酯、4‑甲基硫酸亚丙酯和4,5‑二甲基硫酸亚丙酯中的一种或多种。所述第二添加剂为四氟乙基三氟乙基醚、四氟乙基四氟丙基醚、四氟乙基六氟丁基醚和四氟乙基八氟戊基醚中的一种或多种。本发明还提供一种锂离子电池，将第一添加剂与第二添加剂应用于锂离子电池，可提高锂离子电池高温存储时的容量保持率和容量恢复率，并能有效抑制锂离子电池厚度增长。

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。

背景技术

因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，锂离子电池被广泛应用于消费类电子产品以及储能与动力电池中。其中，消费类电子产品逐渐轻薄化，且要求的续航时间越来越长，这对锂离子电池的能量密度的提出了更高的要求。中、日、韩等国提出要在2020年下一代锂离子电池的能量密度达到300Wh/kg，2030年能量密度则达到500Wh/kg。

提高锂离子电池能量密度的方法有：①采用新的高容量正极或负极材料；②提高现有锂离子电池材料体系的工作电压。目前，高容量正极材料(如富锂锰基材料)或者负极材料(硅负极材料)的产业化应用进程受阻，而LiCoO₂、LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂作为正极材料的锂离子电池工作电压逐步由4.2V过渡到4.35V、4.45V，甚至4.48V的高电压工作状态。当锂离子电池工作在更高电压时，材料的结构稳定性下降，对电解液的催化氧化分解加剧，导致高电压锂离子电池循环性能恶化，高温存储性能差，电池鼓胀明显等问题。除了提高高电压正极材料结构及界面稳定性外，电解液作为锂离子电池的重要组成部分之一，其性能的好坏直接决定着高电压锂离子电池电化学性能的优劣。因此，优化电解液组成对改善锂离子电池性能至关重要。

宁德新能源科技有限公司在中国专利CN109888383A中提出了向常规电解液中添加腈化合物、氟代磷腈、氟代醚以提高电解液本身及阴极材料的热稳定性，改善锂离子电池的安全性；北京科技大学薛文东教授在中国专利CN108666623A中提出通过向常规电解液中添加二腈类化合物和硼酸盐的混合物以改善锂离子电池正极材料界面阻抗并提高锂离子电池常温下的循环稳定性能；九江天赐高新材料有限公司在中国专利CN105336991A中提出通过向常规电解液中添加含氰基磺酸酯化合物在内的多种添加剂以提高短期高温存储性能和循环性能。但对于同时显著提高长期高温存储性能并抑制产气的专利较少，需要进一步优化高电压锂离子电池电解液体系。

发明内容

鉴于技术背景中存在的问题，本发明旨在提供一种电解液及锂离子电池，所述电解液可以提高锂离子电池电化学性能，具体地，在高温储存过程中，其容量保持率及容量恢复率等性能有较明显的提高，且厚度增长率得到明显的抑制；同时，电解液与正负极界面的相容性也得到改善。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、添加剂和电解质锂盐；所述的添加剂由第一添加剂和第二添加剂组成；其中，第一添加剂为式1所示的环状硫酸酯中的一种或多种；第二添加剂为式2所示的氟代醚的一种或多种；

其中，R₁选自取代或未取代的C_1～12烷基、取代或未取代的C_2～12烯基中的一种；

R₂-O-R₃

(式2)

其中，R₂、R₃独立地选自碳原子数为1～6的氟代烷基中的一种。