[发明专利]一种电解液和锂离子电池

说明书

本发明提供一种电解液和锂离子电池。本发明第一方面提供一种电解液，所述电解液包括多氰基化合物、丙酸乙酯和含硼锂盐；所述多氰基化合物为含有3‑4个氰基基团的化合物，且所述多氰基化合物的质量为所述电解液总质量的0.3％‑3.5％；所述丙酸乙酯的质量为所述电解液总质量的4％‑30％；所述含硼锂盐的质量为所述电解液总质量的0.03％‑0.8％。本发明提供的电解液可兼顾锂离子电池在高电压下的高、低温性能。

技术领域

本发明涉及一种电解液和锂离子电池，涉及二次电池技术领域。

背景技术

人们对便携式电子设备的依赖度日益提高，研发人员不断开发更高能量密度的锂离子电池以满足终端需求，提高锂离子电池的工作电压是提高能量密度的手段之一。为了适应高电压环境，通常在电解液中添加正极保护添加剂和负极成膜添加剂，以缓解电解液的分解，例如，常规高电压锂离子电池使用层状氧化物钴酸锂LiCoO₂作为正极活性物质，在高电压条件下，电解液容易和正极活性物质发生反应，导致电解液分解；使用碳、硅材料作为负极活性物质，一般也会通过添加剂使电解液在负极表面形成固体电解质界面膜(SEI)，抑制电解液中溶剂分子的分解反应。因此在电解液中添加添加剂，一方面有助于降低电解液的分解反应，提高锂离子电池的高温性能，但是，此类添加剂通常会导致锂离子电池内阻增加及低温性能劣化，因此，如何兼顾锂离子电池的高、低温性能成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种电解液，用于兼顾锂离子电池在高电压下的高、低温性能。

本发明还提供一种锂离子电池，包括上述电解液，在高电压下具有较好的高、低温性能。

本发明第一方面提供一种电解液，所述电解液包括多氰基化合物、丙酸乙酯和含硼锂盐；

所述多氰基化合物为含有3-4个氰基基团的化合物，且所述多氰基化合物的质量为所述电解液总质量的0.3％-3.5％；

所述丙酸乙酯的质量为所述电解液总质量的4％-30％；

所述含硼锂盐的质量为所述电解液总质量的0.03％-0.8％。

本发明提供一种电解液，所述电解液包括多氰基化合物、丙酸乙酯和含硼锂盐，其中，多氰基化合物是指分子结构中包括3-4个氰基基团的化合物，多氰基化合物可以更好的保护正极活性物质，改善锂离子电池的高温循环性能；丙酸乙酯(EP)可提高电解液的低温电导率，有助于改善锂离子电池的低温循环性能；含硼锂盐可参与SEI膜的形成；同时，多氰基化合物、丙酸乙酯和含硼锂盐的添加量也会影响锂离子电池的高、低温性能，例如，丙酸乙酯虽然有助于提高锂离子电池的低温性能，但其含量过高容易导致锂离子电池的高温性能劣化，因此，丙酸乙酯的质量为所述电解液总质量的4％-30％，即以电解液的总质量为100％，丙酸乙酯的质量/电解液总质量*100％为4％-30％，同理，多氰基化合物的质量为电解液总质量的0.3％-3.5％，含硼锂盐的质量为电解液总质量的0.03％-0.8％，本领域技术人员可以选择合适的多氰基化合物和含硼锂盐，并按照上述质量分数与电解液其他组分混合制备得到电解液。本发明提供的电解液，可兼顾锂离子电池在高电压下的高、低温性能，高电压具体是指包含该电解液的锂离子电池的工作电压在4.4V以上。

在一种具体实施方式中，多氰基化合物可以为本领域常见的分子结构中包括3-4个氰基基团的化合物，具体地，所述多氰基化合物选自1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、1,3,5-环己烷三腈、1,1,3,3-丙四甲腈、1,2,2,3-四氰基丙烷中的一种或多种。

当多氰基化合物选自上述多种具体化合物中的两种及以上时，本发明不限制各个具体化合物之间的比例。

含硼锂盐可以为本领域常见的分子结构中包括硼原子的锂盐，具体地，所述含硼锂盐选自四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂中的一种或多种。