[发明专利]锂离子电池非水电解液及其应用

说明书

本发明提供一种锂离子电池非水电解液及其应用。所述锂离子电池非水电解液包括电解质、非水溶剂和添加剂，所述添加剂包含第一化合物以及环状酯类添加剂。所述第一化合物含有多个富电子烯基的取代基团，同时由第一化合物添加剂形成聚合物的网络维度对锂离子的传导起着重要作用。由于多烯烃结构的存在，聚合物形成的网络结构具有不同的尺寸，从而能够影响锂离子的传输。本发明利用第一化合物与环状酯类添加剂的协同作用，能够在高温状态下抑制电解液和正极发生反应，从而提高锂离子电池的高温存储性能。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及锂离子电池非水电解液及其应用。

背景技术

相比于传统的铅酸电池，锂离子电池作为可充电电池，其具有能量密度高、自放电小和循环寿命长等优势，被广泛应用于电动汽车、智能电网和小型化电子设备等领域。目前，锂离子电池的使用安全问题依然是制约其应用发展的重要因素。

锂离子电池的电解液多采用有机溶剂体系，当充电电流较大时电池体系的温度升高，从而导致电池体系膨胀和产气等安全隐患。另外，为了进一步提高锂离子电池的能量密度，研究人员多采用具有高比容量和高反应电位的三元正极材料，同时也对电解液提出了更高的要求。综上可知，改善电解液的稳定性是提高锂离子电池安全性的一种有效方法，例如在电解液中添加一些成膜添加剂、导电添加剂和多功能添加剂能够进一步提高电池的安全性能。

电解液添加剂的用量仅占锂离子电池中电解液的一小部分(通常低于5wt％)，但适量的添加剂能够在负极和/或正极表面形成固体电解质中间相(Solid ElectrolyteInterface，SEI)膜。SEI膜能够在正负极材料表面形成一层保护膜，避免其与电解液持续发生副反应。其中环状含碳和含硫化合物是目前应用较广泛的电解液添加剂，例如碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯能够更好地钝化石墨负极和/或正极。然而，SEI膜存在不均匀、在循环过程中被破坏和不稳定的问题。

基于以上考虑，在本领域中，期望开发一种锂离子电池电解液，不仅能够形成稳定且薄的SEI膜，同时还能提高电池在高温下的电化学性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂离子电池非水电解液及其应用。本发明提供一种能够在高温状态下抑制电解液和正极发生反应的电解液，同时与环状酯类添加剂协同使用，制备得到稳定的SEI膜，从而提高锂离子电池的高温循环性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，所述锂离子电池非水电解液包括电解质、非水溶剂和添加剂，所述添加剂包含具有式1所示结构的第一化合物以及环状酯类添加剂：

其中R₁、R₂、R₃和R₄各自独立地选自-CH＝CH-X、C2至C6的直链烷基或C2至C6的支链烷基。

所述X选自-H、C2至C6的直链烷基或C2至C6的支链烷基。

所述R₁、R₂、R₃和R₄中至少一个选自-CH＝CH-X。