[发明专利]一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池，所述电解液中包括丁二酰亚胺酯类添加剂，所述丁二酰亚胺酯类添加剂包括结构如式I所示的双丁二酰亚胺酯或其金属盐或者丁二酰亚胺酯盐。应用该电解液的锂电池可以在正负极表面形成稳定的固体电解质界面膜，改善电池的高温性能，提升电池的长循环性能；特别的，应用该电解液可以提高正负极材料的稳定性，使电池在高镍体系，高电压下依然有出色的电化学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

背景技术

长寿命的锂离子电池依然是当今生产生活中最重要的需求之一，目前相对较长寿命的锂离子电池除了正负极材料要满足适应性之外，电解液方面也要适应长循环的要求。随着锂离子电池长寿命长循环的要求越来越高，目前电解液方面所使用的常规添加剂例如：碳酸亚乙烯酯(VC)，氟代碳酸乙烯酯(FEC)等，在电池充电过程中会形成一层固体电解质界面膜(SEI)，但在频繁的充放电循环过程中，尤其是在高温循环中，出现循环性能下降甚至跳水。导致锂离子电池长循环过程中出现容量跳水的原因可以归结为三点：1)在循环过程中正极的过渡金属的晶体结构发生变化；2)电解液在长循环过程中阻抗太大导致负极析锂严重；3)形成的SEI会被六氟磷酸锂分解产生的HF破坏。

CN108511798A公开了一种在高温条件下可以实现长循环的电解液。该电解液由有机溶剂，锂盐，成膜剂及钝化添加剂组成，钝化添加剂为双三氟甲烷磺酰亚胺锂和/或甲烷二磺酸亚甲酯，使得SEI膜表面更加致密，结构更加稳定，减少电解液和锂盐的分解，从而提升电池的循环性能。该电解液仅仅可以改变SEI膜的致密性和稳定性，并不能抑水抑酸，进而不能完全解决循环跳水的问题。

因此，在本领域，期望开发一种能够解决锂离子电池中固体电解质界面膜不稳定，在长循环过程中容量保持率低等问题的电解液。

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非水电解液及锂离子电池。本发明的锂离子电池非水电解液可以解决目前锂离子电池中固体电解质界面膜不稳定，在长循环过程中容量保持率低等问题，并且本发明的电解液在高能量密度的硅碳负极材料电池、高镍或高电压电池体系中表现出优异的电化学性能。

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非水电解液，所述电解液中包括丁二酰亚胺酯类添加剂，所述丁二酰亚胺酯类添加剂包括结构如式I所示的双丁二酰亚胺酯或其金属盐或者丁二酰亚胺酯盐：

其中M为Si、S、N、P或B，R选自烷基、烷氧基、O、F、H，n为1-3的整数(例如1、2或3)，n大于1时，n个R相同或者不同，代表单键或者双键。

在本发明中如式I所示的双丁二酰亚胺酯的金属盐也可以以如下通式进行表示：

其中M₁表示金属离子。

在本发明中，锂离子电池非水电解液中由于添加有所述的添加剂，电解液具有稳定的固体电解质界面膜以及在进行高温存储时，对酸和水有抑制效果，同时长循环时容量保持率高。