[发明专利]一种锂离子电池电解液以及电池负极和电化学储能器件

说明书

本发明提供一种锂离子电池电解液以及电池负极和电化学储能器件，所述锂离子电池电解液包括功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括如式Ⅰ所示的硅氧基化合物及其衍生物。本发明的锂离子电池电解液应用到锂离子电池中，会在负极材料表面形成一层稳定性极高的保护膜，从而对负极材料进行保护，达到提高锂离子电池的充放电循环性能及高温存储性能的目的。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液以及电池负极和电化学储能器件。

背景技术

锂离子电池是一种高新技术产品，当前应用领域非常广泛，同时也是一种新型高容量长寿命环保电池，其在国民经济和社会生活中占有比较重要的地位，尤其是在当今国家将电动汽车作为新兴支柱产业重点扶持和发展对象的政策下，进一步深化和提升了锂离子电池的应用前景和应用领域。

锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、工作温度范围宽等诸多优点。目前市场上锂离子电池在体积能量密度、重量能量密度、倍率性能、循环性能、安全性能高、低温性能方面各有各的优势和劣势。但是都存在一个共同的问题，即高温储存过程中电池性能劣化。由于近些年来地球环境的日益恶化，臭氧层的破坏，导致全球变暖现象。尤其是夏季地表温度和环境温度年复一年的升高，导致锂离子电池不论是手机、笔记本等便携设备使用的3C类民用电池，还是电动汽车使用的动力电池都在经受着高温的考验，夏日在烈日下暴晒的汽车内温度可以达到70-80℃，如此高的温度下锂离子电池性能也会发生劣化。一般希望用于电动汽车的锂离子电池使用寿命在十年以上。一方面，电池在使用过程中经常会遇到低温、高温、高湿等极端环境，如汽车在发动时或者烈日下行驶和放置，这样的高温环境对电池的性能和使用寿命都是严峻的考验。另一方面，在动力电池包中，单体电池的温度环境不同，单体电池的劣化程度不同，又会影响电池放电容量、电池电压的一致性，结果影响其在动力电池领域的能量发挥和使用过程控制。

为了更好的发挥锂离子电池绿色能源的优势，急切需要深入研究锂离子电池高温储存条件下劣化形式和劣化机理，找出主要影响因素，为改善高温性能提供理论依据，期望能够利用最经济、最有效的方法提高锂离子电池的循环寿命和安全性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池电解液以及电池负极和电化学储能器件，所述锂离子电池电解液可以提高锂离子电池的充放电循环性能、高低温性能和倍率性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种锂离子电池电解液，所述锂离子电池电解液包括功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括如式Ⅰ所示的硅氧基化合物及其衍生物：

其中R1、R2、R3、R4、R5和R6分别独立地选自未取代的C1～C10的烃基、C1～C10的氟代烃基、C1～C10的含氧烃基、C1～C10的含硅烃基、氰基取代的C1～C10的烃基，并且R1、R2、R3、R4、R5和R6中至少一个选自氰基取代的C1～C10的烃基。

在本发明中，所述C1～C10即指所述基团中碳原子个数为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个。

在本发明中，通过使用所述特定结构的添加剂能够有效地提升锂离子电池的性能，能够使得电解液负极材料的表面形成韧性和稳定性更好的SEI膜，可以很好地提高锂离子电池的循环寿命和安全性能。

在本发明中，所述锂离子电池电解液可提高锂离子电池的充放电循环性、高低温性能和倍率性能。

优选地，所述功能性电解液添加剂包括(1,3,5-三(2,2,2-乙腈)-1,3,5-三甲基环三硅氧烷)和(1,3,5-三(3,3,3-丙腈)-1,3,5-三甲基环三硅氧烷)至少一种。