[发明专利]一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池。该锂离子电池电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂为环硼硅氧烷类化合物。本发明锂离子电池用电解液可以增加锂离子电池容量保持率，提高电池的循环寿命。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体是涉及一种锂离子电池用高电压电解液以及使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长等优点，而成为目前发展最快的新型高储能电池。但随着电池应用的领域越来越广泛，人们对电池的要求越来越高。

电解液作为锂离子电池的关键材料，是影响锂离子电池循环性能的重要因素，而电解液添加剂又是其中极为关键的组分，在循环过程中由于脱嵌锂带来的应力使得负极的SEI(Solid Electrolyte Interface，固体电解质界面膜)不断破坏和不断生成，成膜添加剂会不断被消耗导致循环容量迅速衰减，这就需要负极成膜更强或成膜韧性更好的添加剂稳定正负极，让其界面形成更好更稳定的保护膜，其中电解液起到关键性作用，是影响锂离子电池电性能的重要因素。目前，通过加入不同的电解液添加剂来改善SEI膜的性能是一种十分有效的手段，是实现高性能锂离子电池的有效途径。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种锂离子电池用电解液及使用该电解液的锂离子电池。采用该电解液的锂离子电池，能够增加锂离子电池容量保持率，提高电池的循环寿命。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂为环硼硅氧烷类化合物，其结构通式如式(Ⅰ)所示：

其中R₁、R₂、R₃各自独立的选自C_1-20烷基、C_3-20环烷基、C_2-20烯基、C_2-20炔基、C_3-20环烯基、C_5-26芳基或C_5-26杂芳基，m的取值范围为2-20。

进一步地，所述锂离子电池电解液中，以锂离子电池电解液的质量为基准，添加剂的含量为0.1％-16％，有机溶剂的含量为75％-90％，锂盐的含量为9％-20％。

进一步地，具有式(Ⅰ)所示的结构通式的环硼硅氧烷类化合物优选T1、T2、T3化合物中的至少一种：

进一步地，所述的环硼硅氧烷类化合物占电解液总质量的0.1％-10.0％，优选为0.5％-1.0％。

进一步地，所述有机溶剂包括有机碳酸酯、C1-10烷基醚、亚烷基醚、环醚、羧酸酯、砜、腈、二腈、离子液体中的至少一种。

进一步地，所述锂离子电池电解液中，有机溶剂的质量分数占79％-90％。

进一步地，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲脂、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、二甲醚、二乙醚、己二腈、丁二腈、戊二腈、二甲基亚砜、环丁砜、1，4-丁内酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯及丁酸乙酯中至少的一种。

进一步地，所述锂盐为LiPF₆、LiClO₄、LiAsF₆、LiBF₄、四氟草酸磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。其中锂盐在电解液中的浓度为0.5mol/L-3mol/L。

本发明上述锂离子电池电解液可采用常规的制备方法来制备。比如：在惰性气氛下，向有机溶剂中缓慢加入锂盐，然后再加入添加剂(环硼硅氧烷类化合物)，即可得到锂离子电池电解液。