[发明专利]一种非水电解液及二次电池

说明书

为克服现有二次电池难以兼顾能量密度、循环性能和快充性能的问题，本发明提供了一种非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂，所述非水有机溶剂包括羧酸酯，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：其中，n为0或1，A选自C或O，X选自或R₁、R₂各自独立选自H、或R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；所述非水电解液满足以下条件：0.02≤an/m≤9，且0.01％≤a≤5％，5％≤m≤70％，8％≤n≤25％。同时，本发明还公开了包括上述非水电解液的二次电池。本发明提供的非水电解液通过对结构式1所示化合物、羧酸酯和电解质盐的含量关系限制，有效降低了电池的内阻，提高了电池的快充性能和循环性能。

技术领域

本发明属于储能电池器件技术领域，具体涉及一种非水电解液及二次电池。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、工作温度范围广、能量密度和功率密度大、无记忆效应和循环寿命长等优点，在手机、笔记本电脑等3C数码产品领域以及新能源汽车领域都得到了广泛的应用。近年来，随着3C数码产品轻薄化的不断发展，电池行业对锂离子电池高能量密度化的要求也越来越高，同时出于用户端考虑，快充已成为电池的基本要求。因此亟需提升锂离子电池的能量密度并提高快充性能。

目前提高电池能量密度的方法主要有两种，一是提高正极充电截止电压，二是对电极的活性物质层进行加压来实现高密度化。但是，提高正极充电截止电压以后，正极的活性会进一步提高，正极和电解液之间的副反应也会随之加剧，会导致正极过渡金属离子溶出，从而造成电池循环性能劣化。另外，采用高压实的电极，可提高极片的负载量，进而提升电池整体的能量密度，但由于高压实电极孔隙率低，电池的保液量也会降低，使电解液在低孔隙率极片界面渗透困难，进而使电解液与电极之间的接触内阻增大，在长期循环过程中，充放电极化变大，会造成因出现析锂而突然跳水的情况，并且高压实极片锂离子传导通道曲折，造成锂离子传输困难，从而电池的快充性能很差。综上，现有技术提升能量密度的方式会带电池的循环性能和快速充电性能的恶化。因此，如何使高电压、高压实锂离子电池具有良好的快充性能是一项行业难题，需要从电极材料、电解液等各个层面进行改进。

电解液角度，现有技术常在溶剂上选择介电常数高、粘度小的羧酸酯体系以改善电池的快充性能，但羧酸酯在高电压下不稳定，易在正极侧产生分解产物，分解产物迁移至负极又会被还原，并在负极表面堆积，造成电池阻抗增长，循环后期易快速劣化，因此亟需从电解液角度改善。

发明内容

针对现有二次电池难以兼顾能量密度、循环性能和快充性能的问题，本发明提供了一种非水电解液及二次电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种非水电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂，所述非水有机溶剂包括羧酸酯，所述添加剂包括结构式1所示的化合物：

其中，n为0或1，A选自C或O，X选自R₁、R₂各自独立选自H、R₁和R₂不同时选自H，且X、R₁和R₂中至少含有一个硫原子；

所述非水电解液满足以下条件：

0.02≤an/m≤9，

且0.01％≤a≤5％，5％≤m≤70％，8％≤n≤25％；

其中，a为非水电解液中结构式1所示化合物的质量百分含量，单位为％；

m为非水电解液中羧酸酯的质量百分含量，单位为％；

n为非水电解液中电解质盐的质量百分含量，单位为％；