[发明专利]一种锂离子电池非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池，其中，电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，添加剂包括于电解液中的质量百分比为0.1～5％且具有式Ⅰ结构式的化合物，其中，R1和R3各自独立为氧原子或硫原子，R2、R4、R5各自独立的选自卤素、氢基、C₁‑C₆的碳氢化合物、C₁‑C₆的卤代烷烃、含有腈基的基团、含有酯基的基团、含有羰基的基团和含有胺基的基团中的一种。式Ⅰ结构中的氮杂脲嘧啶类结构单元在负极表面上形成含氮类钝化膜可以保护负极材料、减小电解液的还原分解，从而提高循环性能；在正极表面形成含氮类钝化膜可以保护正极材料，减少电解液的氧化分解，从而提升循环和高温存储性能；且席夫碱结构可以进一步提升高温存储性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池在3C数码、电动汽车、储能电站等领域的快速发展，对具有更高能量密度的锂离子电池的需求变得日益迫切。目前，提高锂离子电池能量密度的途径包括：采用高压实密度的正负极材料；提高正负极材料的比容量例如以高容量的Si或者锂金属作为负极、以高比能量密度的高镍材料作为正极；提高锂离子电池的工作电压。三元高镍材料极大程度的降低了钴的比例，从而降低了成本，由于其具有制备成本低、无毒、高能量密度等特点，近几年来受到市场的青睐。但随着三元材料中镍含量的提升，材料的晶格稳定性逐渐下降，在高温或循环过程中，易发生晶格坍塌，伴随着氧气释放与过渡金属溶出。这不仅导致正极材料本身结构的破坏，还会带来一系列副反应。释放的氧气与电解液发生反应，消耗电解液且导致电池鼓胀变形。过渡金属溶出后，会迁移并沉积在负极表面，导致负极表面阻抗增大与利用率的降低，从而恶化电池性能。为了提升三元材料的应用性能，一方面需要对三元材料进行掺杂与包覆优化，减小其高温下的活性；另一方面需要对电解液进行匹配研究，抑制高温高压条件下电解液和正极材料的副反应。

目前有中国专利CN201610515308.9公开了一种非水电解液，通过将巴比妥酸类化合物作为功能性添加剂，可改善电池的循环性能，但高温储存性能和高温循环性能并不理想，无法满足多个领域内电池的需要。因此，急需开发一种针对锂离子电池的具有良好的循环性能和高温存储性能的非水电解液及综合性能优异的含有该非水电解液的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池，此电解液具有良好的电池循环性能和高温存储性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种锂离子电池非水电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括于电解液中的质量百分比为0.1～5％且具有式Ⅰ结构式的化合物，

其中，R1和R3各自独立为氧原子或硫原子，R2、R4、R5各自独立的选自卤素、氢基、C₁-C₆的碳氢化合物、C₁-C₆的卤代烷烃、含有腈基的基团、含有酯基的基团、含有羰基的基团和含有胺基的基团中的一种。