[发明专利]一种锂离子电池电解液抑酸剂、电解液及锂离子电池

说明书

本申请公开了一种锂离子电池电解液抑酸剂、电解液及锂离子电池，所述抑酸剂包括如下所示结构的化合物A或化合物B中的至少一种：根据本申请的抑酸剂能够与水、HF反应，并与Lewis酸PF₅配位络合，从而能够充分降低电解液中的水和HF含量。此外，根据本申请的锂离子电池电解液包含六氟磷酸锂、有机溶剂和上述抑酸剂，相对于未添加上述抑酸剂的电解液，所述电解液在添加上述抑酸剂并密封放置后，能够有效降低其中的水和HF的含量。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，更具体地，涉及一种锂离子电池电解液抑酸剂及包含该抑酸剂的电解液、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(可充电电池)，其主要依靠锂离子(Li⁺)在正极和负极之间移动来工作。在锂离子电池充电过程中，Li⁺从正极脱嵌，经由电解质嵌入负极，使得负极处于富锂状态，实现电能至化学能的转化，而放电过程则正好相反。

锂离子电池由于具有较高的工作电压、能量密度高、环境友好等优点，被广泛应用在3C消费电池、动力电池和储能电池等领域。在锂离子电池中，电解液是唯一与正极、负极、隔膜都相接触的材料，其对电池的比容量、工作温度范围、循环效率及安全性能等都起着至关重要的作用。

商用的锂离子电池电解液通常是将锂盐LiPF₆溶于环状和线性碳酸酯混合溶剂中得到的1mol/L的溶液。然而，上述有机溶剂中不可避免地会含有微量的水分，而电解液则对水分的存在极其敏感，其原因就主要在于其所含的LiPF₆对水高度敏感，在水含量极低(＜10ppm)情况下，LiPF₆都会与之反应，生成氟化氢(HF)等酸性化合物。而HF对锂离子电池是非常不利的，其具有极强的腐蚀性，会溶解固体电解质界面(Solid ElectrolyteInterface，SEI)膜，例如，与SEI膜中的Li₂CO₃反应生成LiF，不仅破坏SEI膜的稳定性和致密性，同时增大电极界面的阻抗。此外，HF还会与电池正极材料反应，造成正极材料中金属离子的溶出，破坏材料结构。

另外，LiPF₆还会自身分解产生微量的PF₅。热失效研究显示，在PF₅的作用下，SEI膜会在60～135℃的中等温度范围内发生分解，从而加速SEI膜的增厚和增加电池极化的程度。此外，SEI膜的分解反应也还包括酸催化反应，例如，强Lewis酸PF₅会催化Li₂CO₃、烷基碳酸锂分解，产生气体或可溶性的有机物，从而导致SEI膜的多孔化。

由此可见，PF₅和HF对于电池性能均有极大的损害，然而目前还没有特别有效的手段，能够有效抑制电解液中PF₅的活性，以及降低HF的含量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请提供一种锂离子电池电解液抑酸剂、电解液及锂离子电池，能够降低电解液中氢氟酸的含量，抑制电解液中PF₅的活性。

为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种锂离子电池电解液抑酸剂，所述抑酸剂包括如下所示结构的化合物A或化合物B中的至少一种：

第二方面，本申请提供一种锂离子电池电解液，其包含六氟磷酸锂(LiPF₆)、有机溶剂和如权利要求1所述的抑酸剂。

结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述抑酸剂在所述电解液中的质量含量为0.005wt％～0.05wt％。

结合第二方面，在一种可行的实施方式中，所述抑酸剂在所述电解液中的质量含量为0.01wt％～0.03wt％。