[发明专利]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

本发明提供了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，其中锂离子电池非水电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，添加剂包括结构式1的氟代醚类化合物、结构式2的不饱和磷酸酯类化合物，还包括结构式3或4的环状硫酸酯类化合物，其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自氟原子、C1‑C4的氟代烷基；R₇、R₈、R₉各自独立地选自C1‑C4的不饱和烃基或氟代烃基；R₁₀为氢或C1‑C5的烃基，n为1～5的整数。采用该锂离子电池非水电解液制备的锂离子电池具有较好的浸润性能、低温充放电性能、高温存储性能、高温循环性能及常温循环性能，还能有效避免低温析锂。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体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

锂离子电池是一种二次电池，具有比能量高、比功率大、循环寿命长、自放电小等显著优点。随着锂离子电池应用的领域越来越广泛，对锂离子电池高电压以及高能量密度要求也越来越高。在锂离子电池中，高电压三元正极材料(NCM或者NCA)由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，被广泛的应用于用电设备中，但是由于市场对锂离子电池的能量密度要求越来越高，使得商用的三元正极材料锂离子电池难以满足使用要求。

目前，研究表明提升三元电极材料能量密度的有效途径之一是提高电池的工作电压，这是电池发展的趋势，也是新能源汽车发展的必然要求。然而三元动力电池工作电压提高后，电池的充放电循环等性能却下降。其中，电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的充放电循环等性能下降有着重大的影响。电解液决定了锂离子(Li⁺)在液相中的迁移速率，其与电极的匹配性还会影响电池的浸润性能，同时还参与固体电解质界面(SEI)膜形成，对SEI膜性能起着关键性的作用，故而电解液可能导致锂离子电池的高温储存性能较差、高温循环性能较差、常温循环性能较差；同时低温下电解液的黏度增大，电导率降低，SEI膜阻抗增大，故电解液还可能导致锂离子电池的低温放电性能较差，甚至产生低温析锂的风险。

因此，亟需研发一种适合高电压三元材料体系的锂离子电池非水电解液。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池非水电解液，将氟代醚类化合物、不饱和磷酸酯类化合物及环状硫酸酯类化合物作为电解液的添加剂，能够使得锂离子电池具有较好的浸润性能、高温存储性能、高温循环性能及常温循环性能，还具有较好的低温放电性能且能有效避免低温析锂。

本发明的又一目的是提供一种含有上述电解液的锂离子电池，该锂离子电池具有较好的浸润性能、低温充放电性、高温存储性能、高温循环性能及常温循环性能，还能有效避免低温析锂。

为实现以上目的，本发明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，添加剂包括结构式1的氟代醚类化合物、结构式2的不饱和磷酸酯类化合物，还包括结构式3或4的环状硫酸酯类化合物，

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自氟原子、C1-C4的氟代烷基；R₇、R₈、R₉各自独立地选自C1-C4的不饱和烃基或氟代烃基；R₁₀为氢或C1-C5的烃基，n为1～5的整数。