[发明专利]锂离子电池用电解液及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池用电解液及其制备方法和锂离子电池。在该锂离子电池用电解液中，包含有机溶剂、锂盐以及添加剂，该添加剂包括含三嗪环的化合物和1,3,2‑二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物，该含三嗪环的化合物选自通式(Ⅰ)中的化合物，该杂己内酰磷酸酯类化合物选自通式(Ⅱ)中的化合物。通过利用含三嗪环的化合物和1,3,2‑二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物共同作用，可以提升电解液的稳定性，抑制负极的高体积膨胀，提高电池的循环容量保持率等循环性能以及高温存储性能，而且还具有添加量少、成本低和合成简单等优点。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池材料及其制备方法和锂离子电池，具体涉及一种电解液及其制备方法和使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池广泛应用于消费类电子产品和新能源动力汽车以及储能领域。随着消费类电子产品尺寸的小型化以及人们对新能源汽车续航里程的需求不断提高，锂离子电池急需向高能量密度方向发展，提高锂离子电池上限电压和使用高理论容量的正负极材料均是提高锂离子电池能量密度的有效途径。

但如高电压钴酸锂、高镍等高理论容量的正极活性材料在循环和高温存储过程中容易出现过度金属溶出的情况，加剧锂离子电池电解液的副反应，导致循环和高温存储性能较差。而如硅基负极等高容量的负极活性材料在循环和高温存储中因存在较大的体积膨胀，导致其表面的固体电解质界面SEI膜不断破裂和生成，电解液不断被消耗，循环容量持续衰减。因此，需要一款能够匹配高容量正负极材料的电解液，以解决循环性能差，高温性能差的问题。

中国专利申请CN103035947A，公开了一种新型的锂离子电池电解液及其制备方法，所述的有机化合物为间氟甲基均三嗪或三氟乙基均三嗪、二全氟乙烷均三嗪中的任意一种，这几种添加剂在电解液中均需要与碳酸亚乙烯酯共同作用才能起到对高压实锂离子电池性能改善作用，并不能很好的解决锂离子电池循环性能差，高温性能差的问题，且并未指出其和其他添加剂配合使用的效果，特别是和1,3,2-二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物共同作用。

中国专利申请CN107230804A，公开了一种新型的锂离子电池电解液。由锂盐、复合溶剂和功能性添加剂组成，该添加剂含有三嗪类化合物，所述功能性添加剂含量为电解液1％～10％，提升锂电池的高温性能和循环性能。但是该电解液并未明确提出三嗪类化合物的效用，且并未指出其和其他添加剂配合使用的效果，特别是和1,3,2-二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物共同作用。

中国专利申请CN110892568A，本发公开了一种包含三嗪化合物的的含磷阻燃材料和含有所述材料的用于电化学电池的电解质，通过该电解质制备的电解液具有良好的阻燃效果。但是，该专利文献并未明确指出含三嗪化合物作为添加剂时对电池高温循环及高温存储的影响，且并未指出其和其他添加剂配合使用的效果，特别是和1,3,2-二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物共同作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池用电解液及其制备方法，以解决高能量密度锂离子电池的高低温循环性能和高温存储性能差的问题。

本发明的目的可以利用以下的技术方案而实现：

一种锂离子电池用电解液，包含有机溶剂、锂盐以及添加剂，所述添加剂包括含三嗪环的化合物和1,3,2-二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物；

其中，所述含三嗪环的化合物选自以下通式(Ⅰ)所示的化合物：

通式(Ⅰ)中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自氢原子、氟原子、碳原子数为1～3的取代或未取代的烷基、碳原子数为2～4的取代或未取代的烯基、碳原子数为2或3的取代或未取代的烯氧基、碳原子数为6～10的取代或未取代的苯基或甲苯基、碳原子数为1～3的取代或未取代的氰基，所述取代基为卤素；

所述1,3,2-二氧磷杂己内酰磷酸酯类化合物选自以下通式(Ⅱ)所示的化合物：