[发明专利]一种锂盐电解液添加剂和含有该添加剂的电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂盐电解液添加剂和含有该添加剂的电解液及锂离子电池，电解液添加剂包括有如下结构式Ⅰ，其中，R可以为氢基(H)以及甲酸锂基团(COOLi)中的一种，另结构式要至少含有四个甲酸锂基团(COOLi)。该添加剂在电池正负极皆会发生反应，在电极表面形成稳定的界面膜，有效抑制电解液循环产气，提高电解液在高电压下的循环性能和低温放电性能，尤其可保证高温高电压下钴酸锂和NCM三元体系的锂离子电池性能的优良发挥。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液添加剂和含有该添加剂的电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长、能量密度大和对环境友好等众多优点，是目前市场应用范围最广和最具发展前景的二次电池。几十年来，锂离子电池在手机、笔记本数码相机等便携式设备中的应用已经处于主导地位。随着锂电池关键材料和电池装备技术的发展，用于电动车、储能等领域的动力锂电池和电池组正在快速普及。更高的能量密度和更低廉的价格是科研工作者们不懈追求的锂电池性能。

目前，商业用锂离子电池的正极材料诸如锰酸锂、钴酸锂、NCM三元材料、磷酸亚铁锂几种，其充电截止电压一般不超过4.2V。而钴酸锂和NCM三元材料可以通过提高充电电压来提升锂离子电池的能量密度。

但是，随着上限电压的提升后，钴酸锂、NCM三元材料面临高温存储差、循环产气严重的问题。一方面可能是新开发的包覆或掺杂技术不太完善，另一方面即是电解液的匹配问题，常规的电解液在4.3V高电压下是会在电池正极表面氧化分解的，特别在高温条件下，会加速电解液的氧化分解，同时促使正极材料的恶化反应。

锂盐类成膜添加剂是锂二次电池电解液添加剂的重要组成部分之一。优良锂盐类成膜添加剂诸如LiBOB、LiBF₄、LiDFOB、LiFSI、LiTFSI、LiDFOP、LiPO₂F₂会在电极表面形成保护膜，该保护膜不溶于有机溶剂，允许锂离子自由地嵌入脱出电极而不允许溶剂分子穿过，能够有效阻止有机电解液和电极的进一步反应对电极的破坏，从而提高电池的常温循环性能和高低温性能。更重要的是，相对于材料包覆相对复杂昂贵的改善方法，成膜添加剂的使用更加简便及便宜。

因此，亟需开发一种性能较LiBOB、LiBF₄、LiDFOB、LiFSI、LiTFSI、LiDFOP、LiPO₂F₂更优的锂盐添加剂具有重要意义。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种有效抑制循环产气，提高电解液在高电压下的循环性能和低温放电性能的用于锂离子电池电解液的电解液添加剂。

本发明的目的之二在于，提供一种含有上述电解液添加剂，有效抑制循环产气，提高电解液在高电压下的循环性能和低温放电性能的用于锂离子电池的电解液。

本发明的目的之三在于，提供一种含有上述电解液，有效抑制循环产气，提高电解液在高电压下的循环性能和低温放电性能的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明提供了一种电解液添加剂，包括具有如结构式Ⅰ所示结构的化合物：

其中，R可以为氢基(H)以及甲酸锂基团(COOLi)中的一种，另结构式要至少含有四个甲酸锂基团(COOLi)。