[发明专利]一种电解液及其应用

说明书

本发明提供了一种电解液及其应用，所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括环状含羰基化合物和含氮化合物，所述电解液包括环状含羰基类化合物添加剂，锂离子二次电60℃存储的容量保持率增加，存储产气降低，循环容量保持率提升，低温放电直流内阻降低，说明环状含羰基类化合物能够在正极或负极界面氧化或发生化学反应形成保护膜，从而改善了电池的各项性能，所述含氮化合物是一种弱有机碱，可作为稳定剂，吸附游离的质子，从而提高电解液的稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种电解液及其应用。

背景技术

近年来，随着新能源技术的发展，车用的锂离子动力电池对锂离子二次电池的性能提出了更高的要求。为了满足电动汽车长续航里程、宽温度范围环境，需要开发具有更高的能量密度、更优异的高温循环、存储性能的锂离子二次电池，以满足车用动力电池10年以上的寿命要求。高能量密度的锂离子二次电池通常使用镍含量较高的过渡金属氧化物(如镍钴锰酸锂)，电压较高(比如最高工作电压达到4.2V～4.4V)，这些材料在高温下容易发生界面劣化，颗粒破碎，氧化电解液，导致高温下寿命迅速衰减。由于钴元素的稀缺性，不含钴元素的镍锰酸锂是一种有前途的材料，但是这种材料存在稳定性、大电流充放电性能差的缺点，因而有必要开发能够稳定正极界面的电解液添加剂。

CN103715457A公开了一种锂离子二次电池电解液添加剂以及采用该添加剂的电解液，其使用非水电解液添加剂二甲基乙酰胺与非水电解液混合；所述的二甲基乙酰胺加入量与非水电解液按重量分数之比为1-5:100。非水电解液主要由碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯组成，其重量分数配方比为：DMC/EMC/EC＝1/1/1，锂盐为LiPF₆，重量分数为12％，通用添加剂为1份碳酸亚乙烯酯，它们共同组成非水电解液。其所述电解液制成电池的循环性能较差。

CN112635827A公开了一种电解液添加剂及含有该添加剂的电解液、锂离子电池，电解液添加剂为吲哚基的氟取代物或其衍生物，通过不同链长的多氟取代基的设计和调控，可以实现不同电解液添加剂的功能设计，通过S元素的引入可以稳定添加剂的结构；将该电解液添加剂添加至锂离子电池电解液中得到含该添加剂的电解液。其所述电解液在高温下寿命较短。

上述方案存在有循环性能差或高温下寿命短的问题，因此，开发一种循环性能好且高温下寿命长的锂离子电池用电解液是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液及其应用，所述电解液包括环状含羰基类化合物添加剂，锂离子二次电60℃存储的容量保持率增加，存储产气降低，循环容量保持率提升，低温放电直流内阻降低，说明环状含羰基类化合物能够在正极或负极界面氧化或发生化学反应形成保护膜，从而改善了电池的各项性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括环状含羰基化合物和含氮化合物。

本发明在电解液中添加环状含羰基化合物和含氮化合物，所述环状含羰基类化合物基团，能够在充电时在正极表面发生氧化或化学反应，该类型化合物在高电压下稳定，能够阻止电解液组分在正极表面进一步氧化，从而改善电池高温寿命。同时该化合物能够在负极表面还原形成稳定的保护膜，提高电池循环寿命。所述含氮化合物是一种弱有机碱，可作为稳定剂，吸附游离的质子，从而提高电解液的稳定性。

优选地，以所述电解液的质量为100％计，所述环状含羰基化合物的质量分数为0.01～5％，例如：0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％或5％等，优选为0.1～2％。

优选地，所述电解液还包括含氮化合物添加剂。

优选地，所述含氮化合物添加剂包括吡啶、吡咯、N-甲基吡咯、七甲基二硅氮烷或双氟磺酰亚胺锂中的任意一种或至少两种的组合。