[发明专利]一种锂电池用电解液及锂电池

说明书

本申请提供了一种锂电池用电解液及锂电池，其中，锂电池用电解液包括锂盐、电解液溶剂及成膜添加剂，所述电解液溶剂包括碳酸酯，所述成膜添加剂包括M，M为具有环状结构的化合物及其衍生物，所述环状结构含有噻嗪基、噻唑基中的至少一种。本申请所提供的电解液中的上述成膜添加剂可以作为负极成膜以及正极络合的成膜添加剂，当电解液里包括锂盐、碳酸酯溶剂时，该添加剂能优先于碳酸酯溶剂在负极还原成膜，抑制碳酸酯溶剂的还原，且能够在电池正极络合过渡金属离子，减少对碳酸酯溶剂的氧化，减少活性锂的消耗，提高电芯的循环存储稳定性。

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池用电解液及锂电池。

背景技术

高镍三元正极材料在高电位下具有较高的比容量，可以显著提升电池的能量密度，因而受到业内的广泛研究。

但是，现有锂电池中由碳酸酯与六氟磷酸锂组成的电解液体系在4.5V时不稳定，会发生氧化分解，导致电解液快速消耗，生成的副产物也会加速负极材料发生副反应、正极材料金属溶出及结构坍塌，破坏电极电解液界面膜，以及增大正极表面的阻抗，最终导致电池膨胀及性能快速衰减；同时，高镍材料在高电位下通常会发生析氧现象，从而加速了碳酸酯电解液的氧化分解产气，最终导致电池界面稳定性变差、阻抗增大和电池性能降低，从而限制了高镍三元材料在锂电池领域的应用。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种锂电池用电解液及锂电池，以解决现有技术中锂电池用电解液因在高电位下发生氧化分解，导致电解液快速消耗、电极材料侵蚀及结构坍塌，造成电池膨胀及性能快速衰减的技术问题。

为了解决上述问题，本申请是通过如下技术方案实现的：

本申请提出了一种锂电池用电解液，其中，包括锂盐、电解液溶剂及成膜添加剂，所述电解液溶剂包括碳酸酯，所述成膜添加剂包括M，M为具有环状结构的化合物及其衍生物，所述环状结构含有噻嗪基、噻唑基中的至少一种。

进一步地，所述的电解液中，M的结构式如下：

其中，R₁为N和S中的一种；

R₂选自取代或未取代的C1～C6亚烷基、取代或未取代的C2～C6亚烯基、取代或未取代的C2～C6亚炔基，取代基选自卤素、羰基、氰基、氨基、羧基、巯基、恶唑基、C1～C3烷基中的至少一种；

R₃为H或选自取代或未取代的烷基、烯基、炔基、芳香基及其衍生物，取代基为卤素、羰基、羧基、羟基、氰基、氨基、异硫氰基中的至少一种。

进一步地，所述的电解液中，M选自1,2,3-二噻嗪、2H-1,2,3-噻二嗪、2,5-二氢-1,2,3-噻二唑-4-羧酸、2-(1,2,3-二噻嗪-4-基)乙醇1,2,3-噻二唑-4-羧酸-5-巯基-(9CI)、1,2,3-噻二唑-4-羧酸、2,5-二氢-5-亚氨基-乙酯、(E)-5-(1,2,3-噻二唑-5(2H)-亚立基)-1,3,4-恶二唑-2(5H)-硫酮中的至少一种。

进一步地，所述的电解液中，M的质量百分比为0.1％～10％。

进一步地，所述的电解液中，所述成膜添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯中的一种或多种。

进一步地，所述的电解液中，所述碳酸酯包括环状碳酸酯及线性碳酸酯。

进一步地，所述的电解液中，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯，所述线性碳酸酯包括碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、甲基乙基碳酸酯中的至少一种。

进一步地，所述的电解液中，所述锂盐包括六氟磷酸锂。