[发明专利]一种高温锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高温锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式Ⅰ所示的草酸代硼酸锂化合物，其中，R₁和R₂中一者为‑PO₂F₂，另一者为‑F；或者R₁和R₂均为‑PO₂F₂。另外，本发明还涉及一种锂离子电池。相比于现有技术，本发明的电解液改善锂离子电池的高温存储性能和循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高温锂离子电池电解液及锂离子电池。

背景技术

近年来随着电子消费市场的兴起，越来越多的电子厂家及消费者对锂离子电池的高温循环和高温存储性能有了更高的要求，尤其是最近大热的蓝牙耳机市场，及手机市场。但是锂离子电池在高温工作环境(45℃～90℃)下容易产生胀气，严重的会发生自燃，对使用者的人身安全造成不可估量的伤害。

造成锂离子电池高温性能差的主要原因是：1)电解液在正极材料表面氧化分解。正极活性材料的氧化活性较高，高温条件促使其与电解液之间的反应进一步加剧，导致电解液的氧化产物在正极表面不断沉积，从而导致电池的内阻和厚度不断增加。2)正极材料晶格中的金属离子溶出与还原。一方面，在高温下电解液中的LiPF₆很容易分解产生HF腐蚀正极活性物质，从而导致金属离子的溶出，过渡金属离子穿过SEI膜后在负极表面生成金属单质，从而导致电极阻抗不断增大，恶化电池性能。

有鉴于此，确有必要提供一种能有效改善电池高温性能差的问题的电解液。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种高温锂离子电池电解液，改善锂离子电池在高温环境(45～90℃)下的存储性能和循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括式Ⅰ所示的草酸代硼酸锂化合物，

其中，R₁和R₂中一者为-PO₂F₂，另一者为-F；或者R₁和R₂均为-PO₂F₂。

具体的，所述添加剂包括和/或

作为本发明所述的高温锂离子电池电解液的一种改进，所述草酸代硼酸锂化合物的质量占电解液总质量的0.1～15％。优选的，草酸代硼酸锂化合物的质量占所述电解液总质量的0.1～3％。当草酸代硼酸锂化合物含量过低时，难以充分在正极表面形成密薄均匀的保护膜，从而无法有效抑制金属离子催化电解液的氧化分解反应；当草酸代硼酸锂化合物含量过高时，反应生成的二氟磷酸锂无法良好的溶解到电解液中。

作为本发明所述的高温锂离子电池电解液的一种改进，所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。其中，氟代碳酸乙烯酯形成SEI膜的性能较好，既能形成紧密结构层又不增加阻抗，能够有效阻止电解液进一步分解，提高电解液的低温性能。碳酸亚乙烯酯因具有良好的高低温性能与防气胀功能，常用作常用作锂离子电池新型有机成膜添加剂与过充电保护添加剂，可以提高电池的容量和循环寿命。