[发明专利]一种匹配硅碳负极且耐高电压的锂离子电池电解液

说明书

本发明涉及一种匹配硅碳负极且耐高电压的锂离子电池电解液,它包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂为具有式I结构的4,4‑二氟‑1‑苯基‑1,3‑丁二酮和式II结构的1,3‑二‑2‑噻吩基‑2‑丙烯醛基‑1‑酮,非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的至少两种的组合，优选的为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合物,锂盐为LiPF₆和LiBF₂(C₂O₄)，LiPF₆在电池电解液中的摩尔浓度为0.95mol/L，LiBF₂(C₂O₄)在电解液中的摩尔浓度为0.05mol/L；本发明具有防止电极表面持续发生氧化分解反应、提高锂电子电池循环的优点。

技术领域

本发明涉及锂电子电池技术领域，具体涉及一种匹配硅碳负极且耐高电压的锂离子电池电解液。

背景技术

锂离子电池作为一种新能源材料，具有自放电低，循环寿命长且无环境污染等优点，基本符合人们对新型能源的发展要求。目前，锂离子电池主要应用于动力电池，其中以可再生能源锂离子电池为动力的新能源汽车可以帮助人们缓解不可再生能源的消耗、城市汽车尾气排放造成环境污染等问题；另外，锂离子电池还应用于消费类产品，例如移动电源、手机、手表、手提电脑等消费类电子产品。

碳酸酯电解液是现今商用锂离子电池最常用电解液体系，具备电导率高、制备简便、与电极相容性好等优点，然而，在高电压电池体系中，碳酸酯电解液因氧化稳定电位低于4.5V易发生严重氧化分解，造成高电压电极循环容量严重衰减。硅负极材料具有约4200mAh/g的理论容量，被认为是最有潜力的下一代高能量密度锂离子电池负极材料，但是，硅负极在充放电过程中存在巨大的体积变化，导致材料的粉化与电极结构的破坏，进一步导致容量的迅速衰减，严重制约了其工业化应用。

因此，急需寻找一种锂离子电池电解液，能够在锂离子电池的正、负极表面形成致密、柔韧性强的SEI膜，以防止电解液在电极材料表面持续分解，以提高锂离子电池的电化学性能；因此，提供一种防止电极表面持续发生氧化分解反应、提高锂电子电池循环的匹配硅碳负极且耐高电压的锂离子电池电解液是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种防止电极表面持续发生氧化分解反应、提高锂电子电池循环的匹配硅碳负极且耐高电压的锂离子电池电解液。

本发明的目的是这样实现的：一种匹配硅碳负极且耐高电压的锂离子电池电解液，它包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂为具有式I结构的4,4-二氟-1-苯基-1,3-丁二酮和式II结构的1,3-二-2-噻吩基-2-丙烯醛基-1-酮，式I和式II的结构式分别如下：

1,3-二-2-噻吩基-2-丙烯醛基-1-酮和所述4,4-二氟-1-苯基-1,3-丁二酮在电池电解液中的质量比为1：(0.8～1)。

1,3-二-2-噻吩基-2-丙烯醛基-1-酮和4,4-二氟-1-苯基-1,3-丁二酮在电解液中所占的质量分数之和为1％～5％。

非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的至少两种的组合，优选的为碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的组合物。

锂盐为LiPF₆和LiBF₂(C₂O₄)，LiPF₆在电池电解液中的摩尔浓度为0.95mol/L，LiBF₂(C₂O₄)在电解液中的摩尔浓度为0.05mol/L。