[发明专利]一种非水电解液及锂离子电池

说明书

为克服现有锂离子电池存在高温循环性能和高温存储性能不足的问题，本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质和添加剂，所述添加剂包括结构式1所述的化合物：其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自含1‑5个碳原子的基团；X₁、X₂、X₃各自独立地选自氧、硫酸酯、亚硫酸酯、磺酸酯的基团。本发明还提供了包括上述非水电解液的锂离子电池。本发明提供的非水电解液能够有效改善电池的高温存储性能和高温循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种非水电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其优良的性能广泛应用于生活生产中，近年来，随着消费类电子产品和新能源汽车的发展，人们对锂离子电池的耐用度尤其是高低温等恶劣环境下的可使用度提出了更高的要求，目前已经采用了高电压或者高能量密度的正负极材料对锂离子电池的性能进行了改进，但是效果仍不能令人满意，尤其是高温条件下的循环性能和存储性能有待进一步提升。

在锂离子电池中，非水电解液是影响电池循环性能的关键因素，特别地，非水电解液中的添加剂对电池高温性能的发挥尤其重要。在锂离子电池初始充电过程中，电池正极材料中的锂离子脱嵌出来，通过电解液嵌入碳负极中，在此过程中，正极和负极与电解液接触的表面会发生反应产生形成钝化膜。在初始充电过程中形成的钝化膜，不仅阻止电解液进一步分解，而且起到锂离子隧道作用，只允许锂离子通过。因此，钝化膜决定了锂离子电池性能的好坏。

为了提高锂离子电池的各项性能，许多研究通过往电解液中添加不同功能的添加剂(如负极成膜添加剂、正极保护添加剂等)来改善电极与电解液界面兼容性，从而改善电池的各项性能。例如通过在电解液中添加碳酸亚乙烯酯、醋酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、噻吩等成膜添加剂来提高电池的循环特性。成膜添加剂能够优先于溶剂分子在正极或负极表面发生分解反应，能在正极或负极表面形成钝化膜，阻止电解液在电极表面进一步分解，从而提高电池的循环性能。

然而现有的成膜添加剂虽然能够在一定程度上提高电池的常温循环性能，但是现有的成膜添加剂在提高电池高温下循环和储存性能上仍存在较大的提升空间，提高电池在高温下的循环性能和存储性能的成膜添加剂仍需进一步开发。

发明内容

针对现有锂离子电池存在高温循环性能和高温存储性能不足的问题，本发明提供了一种非水电解液及锂离子电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂、电解质和添加剂，所述添加剂包括结构式1所述的化合物：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自含1-5个碳原子的基团；X₁、X₂、X₃各自独立地选自氧、硫酸酯、亚硫酸酯、磺酸酯的基团。

可选的，R₁、R₂、R₃各自独立地选自1-5个碳原子的烃基或卤代烃基。

可选的，R₄、R₅、R₆各自独立地选自1-5个碳原子的烃基、卤代烃基、氰基或烷烃硅基。

可选的，R₄、R₅、R₆各自独立地选自1-5个碳原子的不饱和烃基或氟代烃基。

可选的，所述结构式1所述的化合物选自以下化合物：