[发明专利]一种高低温兼顾的非水电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种高低温兼顾的非水电解液，包含锂盐、非水溶剂以及添加剂；所述添加剂至少包括柠康酸酐和具有如下所示结构的化合物：式中，R表示B、P、Al或Ca，n表示1～5的整数。本发明还公开了包括所述非水电解液的锂离子电池。本发明的高低温兼顾的非水电解液，使用上述化合物与柠康酸酐配合作为添加剂，达到了高低温兼顾的效果。

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，具体涉及一种高低温兼顾的非水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、比容量大、循环寿命长、无记忆效应及环境友好等优点，被广泛应用于数码、储能、动力和军用航天航空等领域。电解液作为锂离子电池中离子传输的载体，对锂离子电池各方面性能的发挥起着至关重要的作用。

锂离子电池作为动力电池时对高低温兼顾有要求，特别是软包电池既要抑制高温存储带来的产气膨胀，又要兼顾低阻抗及低温性能以满足动力需求。锂离子电池高、低温性能主要受以下几种因素的影响：(1)、高温条件容易加剧过渡金属离子对电解液的催化分解，分解气体产物直接导致电池厚度膨胀，固体产物在正负极界面沉积，增大电池内阻；(2)、LiPF₆高温条件下分解产生的HF腐蚀正极活性物质，导致过渡金属离子溶出，破坏正极材料结构；(3)、电池在首次充电时形成的SEI膜在高温条件下发生分解，SEI膜结构容易遭到破坏，导致电池性能急剧下降；(4)、锂离子电池电解液溶剂组成、溶剂凝固点、溶剂低温粘度直接决定了锂离子电池低温性能优劣；(5)、锂离子电池电解液添加剂分解形成的界面膜阻抗值对电池低温性能发挥也影响较大。

目前，市面上常用的高温添加剂如PS、PST等高温效果较好，但是阻抗较大；另一类低阻抗添加剂如FEC，高温存储易分解产生气体，均无法兼顾高低温特性。因此迫切需要开发出一种兼顾优秀高、低温性能的锂离子电池非水电解液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够同时兼顾高低温性能的非水电解液。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种高低温兼顾的非水电解液，所述非水电解液包含锂盐、非水溶剂以及添加剂；所述添加剂至少包括柠康酸酐和式(Ⅰ)所示的化合物：

式中，R表示B、P、Al或Ca，n表示1～5的整数。

进一步地，所述R为P元素，n＝5。

进一步地，所述电解液中，柠康酸酐和式(Ⅰ)所示的化合物的总浓度为0.2～1.6wt％。

进一步地，所述电解液中，柠康酸酐和式(Ⅰ)所示的化合物的总浓度为0.4～1.0wt％。

进一步地，所述电解液中，柠康酸酐的浓度为0.05～0.5wt％，式(Ⅰ)所示的化合物的浓度为0.2～1.0wt％。

进一步地，所述非水溶剂选自链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂中的一种或多种；

其中，所述链状碳酸酯类有机溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的一种或多种；所述环状碳酸酯类有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和γ-丁内酯中的一种或多种。

进一步地，所述非水溶剂是由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯组成的混合溶剂，三者的比例为1：(1～2)：(0.5～1)。

进一步地，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、高氯酸锂中的一种或多种。

进一步地，所述添加剂还包括二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、硫酸乙烯酯、丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯中的一种或多种。