[发明专利]电解液及其应用

说明书

本发明公开了一种电解液及其应用，其中，该电解液包括：非水溶剂、锂盐和添加剂。所述添加剂的化学式为R₁、R₂、R₃、R₄分别独立地为氢原子或1～5个碳原子的烷基或氟代烷基。该电解液应用于锂离子电池中，可以显著改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种电解液及其应用。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、电压高、自放电小、工作温度范围宽、无记忆效应和环境友好等优点，广泛应用于电动汽车等领域。随着电动汽车的快速发展及普及，对电池的性能要求也越来越高。电解液作为锂离子电池的血液，对锂离子电池的性能有着至关重要的影响。

电解液主要包括溶剂、锂盐、添加剂三个部分，通过添加少量的具有特定功能的添加剂可大幅度提高电池的性能。伴随着电池的高能化，以及高镍材料和硅碳负极材料的应用对电解液添加剂的功能也要求越来越高。添加剂既可以优于溶剂在负极界面还原形成稳定的固态电解质膜(SEI)，又可以在正极表面形成正极保护膜(CEI)。常规的添加剂碳酸亚乙烯酯VC能够优先于溶剂在负极表面发生还原反应形成SEI膜，抑制溶剂的进一步分解，从而改善电池的循环性能，但由于其高温性能改善较差，在高电压以及高镍正极材料的应用受到限制，因而有待开发一种改善高温性能效果更佳的添加剂。

专利申请号为201710640474.6的专利公开了一种环状磺酸酯和双碳酸乙烯酯联用的电解液以改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能，这种电解液虽然一定程度上可以改善锂离子电池的高温存储和高温循环性能，但在实际的应用仍不足。

因而，现有锂离子电池的电解液有待改善。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电解液及其应用，该电解液应用于锂离子电池中，可以显著改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能。

在本发明的第一个方面，本发明提出了一种电解液。根据本发明的实施例，所述电解液包括：

非水溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述添加剂的化学式为：R₁、R₂、R₃、R₄分别独立地为氢原子或1～5个碳原子的烷基或氟代烷基。

根据本发明实施例的电解液，包括非水溶剂、锂盐和结构式如式Ⅰ所示的添加剂，该添加剂为双环结构以及含多个-RSO₃官能团且含氟的化合物，不仅在正负极表面均可形成钝化膜，并且其分解形成的钝化膜既包括RSO₃Li等离子电导率高的有机物又包括无机物LiF等，优化了形成膜组分的有机物和无机物的比例，从而既能减少产气和电解液副反应，又可以降低化成和循环过程中的界面阻抗，同时由于该添加剂的双环结构，其形成的钝化膜较单环结构形成的钝化膜稳定性更好。由此，将上述电解液应用于锂离子电池中，可以显著改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能。

另外，根据本发明上述实施例的电解液还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述添加剂选自中的至少之一。由此，可以显著改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能。

在本发明的一些实施例中，所述非水溶剂和所述锂盐的质量比为(85％～92％)：(8％～15％)。由此，可以显著改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能。

在本发明的一些实施例中，基于所述非水溶剂和所述锂盐的总质量，所述添加剂的占比为0.1％～5％。由此，可以显著改善锂离子电池的高温循环和高温存储性能。

在本发明的一些实施例中，所述非水溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的至少之一。