[发明专利]一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池。所述锂离子电池非水电解液包括电解质、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A、具有式Ⅰ结构硅烷类添加剂B。本发明所提供的锂离子电池中，在锂离子电池电解液中引入添加剂A和添加剂B，两者联用可以在正负极极片表面成膜，并且在负极表面形成阻抗较低且高度聚合的网状有机膜，在明显改善锂离子电池循环性能和高温存储性能的同时，还可以保证锂离子电池的优良的动力学性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池。

背景技术

随着石化能源的日益枯竭以及地球气候的日趋恶化，开发新型清洁能源和加强节能减排成为世界各国的重点发展方向。近年来混合动力汽车和纯电动汽车以及新能源并网发电站项目建设步伐加快，高能量密度动力电池成为大力发展的核心技术之一，由于锂离子电池产品高电压、超高容量、循环性能佳、环境友好型等等优点，越来越被社会广泛接受。在研究硅碳材料的锂电池时，发现使用现有常用的电解液体系，硅碳负极电池在高温下工作时容量衰减特别严重，产生的气体严重劣化了电池的性能，影响了电池的使用寿命。

硅碳电极电解液设计主要是为了解决硅碳负极材料因体积膨胀导致的电极粉化、电解液持续分解、电池寿命短等问题。通常采用氟代碳酸乙烯酯作为成膜添加剂在电极表面形成SEI膜，减少体积膨胀。但是，氟代碳酸乙烯酯在高温下易还原分解产生气体，从而导致电池胀气，影响电池安全性能。因此，在本领域，期望开发一种适配硅碳负极的电解液。

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和锂离子电池。该锂离子电池非水电解液适配硅碳负极，能够有效改善硅碳负极锂离子电池的循环稳定性、高温存储性能并抑制产气。

一种锂离子电池非水电解液，包括电解质、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括添加剂A、具有式Ⅰ结构硅烷类添加剂B；所述添加剂A为二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)和/或四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)；

其中R选自氢基、卤素基、氰基、取代或未取代的C1-C5烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、酰胺基、磷酸酯基、磺酰基、硅氧基或硼酸酯基，n为2～10的整数。

所述R为甲基、乙基、丙基、苯基、氟基或其中波浪线代表基团的连接位点。

所述具有式I具有式Ⅰ结构硅烷类添加剂B为如下化合物中的任意一种：

所述添加剂A占电解液总重量的0.1～5％，如果所述添加剂的添加量低于0.01％,不能起到应用的成膜作用；如果所述添加剂的添加量超过5％，可能会导致电池产气和阻抗过大的问题。

所述添加剂B占电解液总重量的0.01～5％，如果所述添加剂的添加量低于0.01％,不能起到应用的抑制产气的作用；如果所述添加剂的添加量超过2％，可能会导致电池阻抗过大,循环较差的问题。

添加剂A为含草酸根的磷酸锂盐，能够同时在正、负极成膜，其中所形成的负极成膜添加剂可以与硅负极形成比较明显地改进负极和电解液间的界面兼容性，保证电芯具有较低的电池内阻，提高电芯的循环性能。