[发明专利]一种电解液及包括该电解液的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池用电解液及包括该电解液的锂离子电池，其中4,5‑二氰基‑2‑三氟甲基咪唑锂和腈类化合物联用可以在正极片表面形成稳定的低阻抗界面膜，抑制金属离子溶出催化电解液发生副反应分解，提高电芯高温储存性能、高温循环性能和安全性能。同时式1所示的有机锗化合物可在正负极表面参与成膜形成坚固的高离子电导率低阻抗的SEI膜，有效抑制电解液在负极表面的还原分解，显著改善了负极界面化学动力学性能，供锂离子高效迁移，显著改善电芯的低温性能，三种添加剂组合使用有利于电芯兼顾高温储存性能、循环性能、低温放电性能和安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液及包括该电解液的锂离子电池。

背景技术

近年来，锂离子电池在智能手机、平板电脑、智能穿戴、电动工具和电动汽车等领域得到了广泛的应用。随着锂离子电池的广泛应用，消费者对锂离子电池的使用环境、需求不断提高，这就要求锂离子电池能够具有高低温性能兼顾的特性。但是，锂离子电池在使用过程中存在安全隐患，当电池处于高温热冲击等一些滥用情况下容易发生严重的安全事故，起火甚至爆炸。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的性能影响重大。为了解决这些问题，通过向电解液中添加阻燃剂(如磷酸三甲酯等)能够改善安全性能，但这些添加剂的使用会导致电池性能严重劣化。因此开发能够在不影响电池电化学性能的前提下，并起到安全保障的锂离子电池电解液是目前迫切需要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解液及包括该电解液的锂离子电池，所述锂离子电池在具有高安全性的同时还具有良好的高温储存性能、高温循环性能和低温放电性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、添加剂和锂盐；所述添加剂包括式1所示的有机锗化合物、4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂和腈类化合物；

根据本发明，所述电解液中，所述式1所示的有机锗化合物和4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂的加入量之和与腈类化合物的加入量的质量比为1:(1～10)，例如为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。

根据本发明，所述式1所示的有机锗化合物的加入量为电解液总质量的0.1wt％～0.8wt％，如0.2wt％～0.5wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％或0.8wt％。

根据本发明，所述4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂的加入量为电解液总质量的0.1wt％～1wt％，如0.2wt％～0.5wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1.0wt％。

根据本发明，所述腈类化合物的加入量为电解液总质量的0.5wt％～5wt％，优选为1wt％～3wt％，例如为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1.0wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％、2.2wt％、2.5wt％、2.8wt％、3wt％、3.2wt％、3.5wt％、3.8wt％、4wt％、4.2wt％、4.5wt％、4.8wt％或5wt％。

根据本发明，所述腈类化合物选自1,3,6己烷三腈、1,3,5-环己烷三腈、甘油三腈、2,3,5,6-吡嗪四腈和四氰基乙烯中的至少一种。