[发明专利]一种非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开一种非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池，所述电解液中PS的质量百分比含量为Bwt％，1,3‑丙烯磺酸内酯(简称PST)的质量百分含量为Cwt％，常规电解液中PS的质量百分比含量为Awt％。本发明通过向电解液中复配一定比例的具有与PS类似高温效果的PST，基于PST相对较大的阻抗，当PS与PST两者含量满足关系式：0.17≤C/(A‑B)≤0.38时，通过二者之间的协同作用，即可制得PS含量满足欧盟化学管理局(ECHA)对SVHC候选物质＜0.1％的管控要求，同时还可以保证电池高低温性能兼顾、且使含有该低含量PS电解液的锂电池的电性能和常规含量PS的电池性能相当。

技术领域

本发明属于锂离子电池用电解液技术领域，具体涉及一种非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自从商业化以来，因其具有轻便、比能量高、无记忆效应、循环性能好等优异特性，而被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池应用的日益广泛，消费者对锂离子电池的能量密度、循环寿命、高温性能、安全性等性能也提出了更高的要求。随着人们生活水平的不断提高，人们对电子产品的要求也越来越高。近年来，欧盟化学管理局(ECHA)会严格管控SVHC候选物质，如果投放欧盟市场的物品类产品中含有浓度＞0.1％的任意一种SVHC候选物质，欧盟生产商或进口商应履行REACH法规规定的告知、通报等义务：在收到消费者咨询时，需在45天内将物品类产品的相关信息提供给消费者；当物品类产品中含有浓度＞0.1％的任意一种SVHC候选物质且该物质进入欧盟的总量＞1吨/年时，欧盟生产商或进口商必须先向ECHA进行通报，产品方可在欧盟市场销售。

为了保证电池的高温性能，目前常规的电解液中会加入一定量的1,3-丙磺酸内酯(简称PS)，数码类电池的电解液中1,3-丙磺酸内酯的含量一般≥3wt％，动力里1,3-丙磺酸内酯的含量一般≤2％，换算成在电池里的含量一般都≥0.1％。而1,3-丙磺酸内酯属于SVHC里的候选物质，因此，目前市场上的电池大多都不满足其内部的PS含量≤0.1％的要求。因此，亟需开发出一款PS在电池内含量低于0.1％的锂离子电池及电解液。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池用非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池，通过电解液添加剂之间的协同作用，解决了锂离子电池PS含量超标的问题。

本发明通过如下技术方案实现的：

一种非水电解液，所述电解液包括1,3-丙磺酸内酯(简称PS)和1,3-丙烯磺酸内酯(简称PST)；所述电解液中PS的质量百分浓度为Bwt％，所述电解液中PST的质量百分浓度为Cwt％，常规电解液中PS的质量百分浓度为Awt％，则A、B、C满足以下关系式：

A＞B，A＞C，且0.17≤C/(A-B)≤0.38。

根据本发明，所述电解液中，C/(A-B)优选满足以下关系式：0.2≤C/(A-B)≤0.32；示例性地，C/(A-B)为0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.30、0.31、0.32、0.34、0.36、0.38或上述任意两个数值点组成范围内的任一点。

根据本发明，所述电解液中还包括非水有机溶剂，所述非水有机溶剂选自碳酸酯和/或羧酸酯。

示例性地，所述碳酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种、两种或更多种：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯；例如选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯中的三种。

示例性地，所述羧酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丁酸甲酯、正丁酸乙酯；例如选自丙酸正丙酯。