[发明专利]一种电解液及包括该电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开一种电解液及包括该电解液的锂离子电池，本发明采用的电解液包括非水有机溶剂、电解质锂盐以及电解液功能添加剂；所述电解液功能添加剂包括添加剂A、添加剂B以及添加剂C；添加剂A选自1,2,4‑噁二唑类化合物中的至少一种，添加剂B选自多腈类化合物中的至少一种，添加剂C选自路易斯碱类化合物中的至少一种。本发明通过添加剂A、添加剂B以及添加剂C三种添加剂之间的协同作用，能够有效抑制电解液组分在高电压下的氧化分解反应，以提升电解液在高温下的稳定性，进而使制得的锂离子电池具有优异的高温循环性能和高温储存性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种电解液及包括该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自1991年商业化应用以来，因其具有相比于其他化学二次电池更高的能量密度和更长的循环寿命，因而被广泛应用于数码3C、动力、储能等领域。随着其应用领域的不断拓展，迫切需求更高能量密度的锂离子电池。

通过提升电池的容量和工作电压可以进一步提高锂离子电池的能量密度，然而当前电池材料的容量已逐渐触及瓶颈，因而提升电池工作电压成为提升电池能量密度的主要手段。但随之而来的问题也逐渐凸显：如传统电解液体系在高电压下的氧化分解反应严重地限制了电池的性能提升，尤其是在高温环境下，电解液体系的分解反应会进一步加剧。因而，如何提升电解液体系在高电压下的耐高温性能，从而满足高能量密度锂离子电池的应用需求成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种电解液及包括该电解液的锂离子电池，通过引入1,2,4-噁二唑类化合物、多腈类化合物以及路易斯碱类化合物作为电解液功能添加剂，通过三种电解液功能添加剂的协同作用，能够有效抑制电解液中各组分在高电压下的氧化分解反应，以降低电池在高温循环和高温储存时的产气效应，且应用本发明电解液的锂离子电池在高电压下具有优异的高温循环性能和高温储存性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐以及电解液功能添加剂；所述电解液功能添加剂包括添加剂A、添加剂B以及添加剂C；

其中：所述添加剂A选自1,2,4-噁二唑类化合物中的至少一种，所述添加剂B选自多腈类化合物中的至少一种，所述添加剂C选自路易斯碱类化合物中的至少一种。

根据本发明，所述添加剂A选自式Ⅰ所示结构的1,2,4-噁二唑类化合物中的至少一种：

式I中：R1、R2相同或不同，各自独立地选自氢、卤素、-CN、-COOR、无取代或任选被一个或多个选自卤素、氰基的基团所取代的烷基、无取代或任选被一个或多个选自卤素、C_1-4烷基的基团所取代的芳基或杂芳基；R选自烷基。

根据本发明，R选自C_1-12烷基，例如选自C_1-4烷基。

根据本发明，所述烷基例如为C_1-12烷基，还例如为C_1-4烷基。

根据本发明，式I中：R1、R2相同或不同，各自独立地选自氢、卤素、-CN、-COOC_1-4烷基、无取代或任选被一个或多个选自卤素、氰基的基团所取代的C_1-4烷基、无取代或任选被一个或多个选自卤素、C_1-4烷基的基团所取代的苯基。

根据本发明，所述添加剂A选自如下化合物A-1至A-5中的至少一种：

根据本发明，所述添加剂A的加入量占电解液总质量的0.1～2wt％，例如为0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2wt％。