[发明专利]一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电解液，包括非水性有机溶剂、锂盐及添加剂，按在锂离子电池电解液中的质量百分含量，添加剂组成为：1,2‑双(二氟磷氧)乙烷0.1‑2％，异氰酸酯类化合物0.2‑2％，环状含硫化合物0.5‑3％，锂盐添加剂1‑3.5％，其它添加剂0.2‑15％。本发明还公开了包括正极、隔膜、负极和该锂离子电池电解液的锂离子电池。本发明的锂离子电池电解液通过将各组分的有机组合，可以实现三元高镍或高压体系具有较好的循环稳定性和高低温性能，同时可以减缓电池在使用过程中内阻的增长速度，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

高能量密度三元锂离子电池是目前发展动力电池和储能产品的主要开发与应用方向。目前提升能力密度一方面主要是提高正极材料中镍的比例或提升正极材料的工作上限电压。镍含量的提升或工作电压的提高会造成电池材料的热不稳定性增加，正极材料和电解液的副反应会增加，在电池高温储存或循环过程中会容易造成产气的问题。动力电池使用时考虑到复杂的应用工况，需要兼顾到各类应用场景。高低温兼顾、长循环寿命和使用过程中阻抗的变化是当前实际应用中主要考虑的方向。

目前，一般通过在电解液中加入添加剂来改善离子电池功的高低温性能、长循环寿命和产气的问题。

如CN102185156A一种电解液，属于材料化学及高能电池技术领域。所述电解液由有机溶剂、添加剂和锂盐组成。其中，有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯其中之一或一种以上的混合物；添加剂为亚硫酸酯；锂盐选自高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、全氟烷基磺酸锂、全氟烷基磺酸酰亚胺锂、环状全氟烷基双(磺酰)亚胺锂、全氟烷基磺酸酰甲基锂、有机硼酸酯锂、有机磷酸锂或有机铝酸酯锂。不足之处是电池的高低温性能较差。

又如中国专利CN105990605A公开了一种非水电解液，包括锂盐、非水溶剂和添加剂，所述添加剂中含有三甲硅烷基异氰酸酯和原酸酯。该发明还提供了一种采用该非水电解液的锂离子电池。该发明提供的非水电解液中，通过采用三甲硅烷基异氰酸酯和碳酸原酸酯作为特定的添加剂，可有效提升电池的高温性能。不足之处是电池的循环寿命仍然不够理想。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。该锂离子电池电解液通过各组分的协同作用，可以实现三元高镍或高压体系具有较好的循环稳定性和高低温性能，同时可以减缓电池在使用过程中内阻的增长速度，具有较好的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锂离子电池电解液，包括非水性有机溶剂、锂盐及添加剂，按在锂离子电池电解液中的质量百分含量，所属添加剂组成为：

作为本发明的优选实施方式，所述异氰酸酯类化合物结构式如下式所示：

其中，X为P、B、Al、P＝O、Ti＝O中的一种；R₁和R₂分别独立地选自碳原子数2-6的烷基，烯基，炔基，腈基，硅烷基，苯基及其取代物中的一种。

作为本发明的优选实施方式，所述异氰酸酯类化合物选自以下结构式所示化合物中的至少一种：

作为本发明的优选实施方式，所述环状含硫化合物结构式如下式所示：

其中，R₃为2-6个碳的烷基或烷氧基。