[发明专利]一种电解液及锂二次电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，提供了一种电解液，所述电解液中包括非水溶剂、锂盐和添加剂。本发明提供的添加剂为如下式1所示的结构：通过在高电压电解液中加入该添加剂能够显著改善高温循环、高温存储性能。同时，本发明还提供了一种锂二次电池。

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及锂二次电池。

背景技术

CN201710732609.1公开了一种结构式如式Ⅰ所示的促进石墨碳负极成膜的氟代烷基磺酰亚胺类锂离子电池电解液添加剂：

其中，R1为氢、苯环、五元或六元的杂环基团，所述五元或六元的杂环基团选自呋喃、噻吩、吡咯、噻唑、咪唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪，R2和R3为F原子或甲基、乙基、丙基中1～3个氢原子被F取代的氟代烷基。该氟代烷基磺酰亚胺类添加剂所形成的SEI膜性优于VC所形成的SEI膜，更好的改善石墨碳负极的循环稳定性，提高锂离子电池的安全性能，表现出良好的实用性和经济价值。

当采用噻吩作为杂环取代基时，该结构存在的问题在于：此结构无法抑制高温存储产气、对电池的高温循环性能负面影响。

鉴于此，本发明希望能提出一种新的添加剂，以在锂离子电池中环状氮碳硫杂环可消除电解液中的游离氢，降低电解液中的水分并消除HF，减少LiPF6的水解和HF对正极材料的破坏，抑制在高电压下，正极材料界面与电解液的副反应，在正负极的界面处形成含N的有机和无机的界面膜，有效稳定界面膜，进一步提升高电压锂离子电池的电化学性能。同时此新添加剂在高电压电池中能够明显抑制电池高温存储产气，同时提升电池高温循环和低温放电性能。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种电解液，能够明显抑制高电压电池高温存储产气，有效提升高电压电池高温循环、高温存储性能。

同时，本发明还提供了一种锂二次电池。

为实现上述目的，本发明提供了一种电解液，包括锂盐、溶剂和添加剂，所述添加剂如下式1所示：

其中，R为卤素、腈基、硫氰酸基、异氰酸基、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C1～C12胺基、取代或未取代的C1～C12烯基、取代或未取代的C1～C12炔基、取代或未取代的C1～C12芳基、取代或未取代的C1～C12杂环基；所述取代是指卤素、腈基、硫氰酸基、异氰酸基取代中的至少一种。

在上述的电解液中，所述添加剂式1为所述电解液的总质量的质量百分数为0.1％～5.0％。

在上述的电解液中，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、氟苯、丁二腈、乙二醇双(丙腈)醚、双氟磺酰亚胺锂盐、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、硫酸乙烯酯、四氟硼酸锂、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲硅烷)硼酸酯、三(三甲硅烷)磷酸酯、三氟乙氧基碳酸乙烯酯、己二腈、1,3,6-己烷三腈、反丁烯二腈的至少一种。

在上述的电解液中，所述氟代碳酸乙烯酯、氟苯、丁二腈、乙二醇双(丙腈)醚、双氟磺酰亚胺锂盐、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、硫酸乙烯酯、四氟硼酸锂、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、三(三甲硅烷)硼酸酯、三(三甲硅烷)磷酸酯、三氟乙氧基碳酸乙烯酯、己二腈、1,3,6-己烷三腈、反丁烯二腈各自用量不超过相当于电解液总量的10％。

在上述的电解液中，1,3-丙烯磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、己二腈或1,3,6-己烷三腈、添加剂式1的用量分别为0.5％，5％、3％、1.5％、0.1-5％，优选地，其比例为0.5％，5％、3％、1.5％、2-3％。

该添加剂式1的最优的选择是R为烯丙基。