[发明专利]一种锂电池电解液用添加剂及含有该电解液的锂电池

说明书

本发明公开了一种锂电池电解液用添加剂及含有该电解液的锂电池，锂电池电解液用添加剂包括有噻吩化合物，包含噻吩化合物的添加剂优先于电解液溶剂氧化分解，在正极材料表面聚合成膜，阻止电解液与材料表面的氧化反应，抑制电解液分解，同时捕捉电解液中的HF，进一步稳定活性材料与电解液，从而在很大程度上改善循环，稳定电池的界面阻抗，降低副反应的发生；本发明提高了在高温下锂电池的循环寿命，保证了锂离子电池电性能的充分发挥。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体是一种锂电池电解液用添加剂及含有该电解液的锂电池。

背景技术

锂离子电池作为一种新型绿色高能电池，具有单体电压高、能量及功率密度大、长寿命、无记忆效应、无污染等优点，已广泛应用在人们的日常生活中。但随着锂离子电池市场化不断深入，人们对锂电池性能的需求越来越高，特别是锂电池的高能量密度的需求，这是锂电池实际应用价值的重要体现。目前，商业化的锂电池电解液主要是以环状和线型的混合溶剂为溶剂、以六氟磷酸锂(LiPF₆)为电解质，为锂离子在电池正负极之间的穿梭提供必要的保障。然而，六氟磷酸锂热稳定性较差，容易发生以下分解反应并产生PF5。然而，PF₅极易与电解液中微量杂质反应引起电解液色度上升和产生氟化氢，生成的游离氢氟酸(HF)容易腐蚀电极材料，加速电解液的分解，从而降低电池容量和循环稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池电解液用添加剂及含有该电解液的锂电池，以改善锂电池正极与电解液之间的界面性能和兼容性，从而克服电解液在循环性能差的问题。

本发明的技术方案为：

一种锂电池电解液用添加剂，所述的添加剂包含噻吩化合物和其他添加剂，噻吩化合物的结构式见下式(1)和(2)：

其中，R₁、R₂和R₃各自为氢原子、卤素、C₁-C₆的烷基或C₁-C₆的醛基；

其他添加剂包括有碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丙烯腈、对氟苯甲腈和三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种，其他添加剂组分占电池电解液总质量的0.5-4％，噻吩化合物在锂电池电解液中的质量百分比为锂电池电解液总质量的0.8％；锂电池电解液中还包括有有机溶剂和电解质锂盐。

所述的式(1)和(2)中的噻吩化合物选自式(11)、(12)、(13)、(21)、(22)和(23)中的至少一种：

其中，上式中的R₁、R₂和R₃各自为氢原子、卤素、C1-C6的烷基或C1-C6的醛基。

所述的式(1)和(2)中的噻吩化合物选自式(15)、(16)、(17)、(24)和(26)中的至少一种：

所述的锂电池电解液中还包括有有机溶剂和电解质锂盐。

所述的有机溶剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、己腈和N-N-二甲基甲酰胺中的一种或多种混合物，有机溶剂占电池电解液总质量的80.5-89.47％；所述的电解质锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂和双丙二酸硼酸锂中的至少一种，电解质锂盐占电池电解液总质量的10-14％。