[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

本发明提供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，所述添加剂包括成膜添加剂，所述成膜添加剂包括双环状硫酸酯类添加剂A和二氟亚磷酸酯类添加剂B。本发明所提供的锂离子电池非水电解液中引入添加剂A和添加剂B，两者联用，发挥协同作用，可以在正负极极片表面成膜，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领域，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。

随着新能源汽车的推广，动力型锂离子电池得到极大的发展，同时针对新能源汽车对于续航里程的高要求，对其能量密度、高循环性能及高安全性能也有较高的要求。在锂离子电池充放电过程中，负极活性材料为晶面间距较小的石墨，有些还包含部分体积膨胀率更高的硅基材料，因此，在锂离子电池循环过程中，负极极片中的石墨、硅基材料在不断发生体积膨胀和收缩的循环过程，颗粒之间由于粘结剂的粘结作用会逐渐弱化或被破坏，负极片产生不可逆的循环膨胀、负极片超厚，不仅导致电池的动力学性能下降，负极活性材料有较高的脱落风险；还会导致负极极片表面的SEI膜被不断破坏，持续暴露出大量负极活性物质的新鲜表面，易与电解液发生副反应，恶化电池的循环性能和高温存储性能等。另一方面，在锂离子电池的充放电过程中，虽然正极活性材料本身不会产生明显的体积变化，但是正极材料处于较高电势、具有较强氧化性，尤其对于镍含量较高的三元材料，易与电解液发生副反应，同样也会恶化电池的循环及高温存储性能等。鉴于动力电池的在长期使用过程中面临的循环性能和高温性能亟待提升，需要我们实际应用中开发与高容量电池体系相匹配的新型的电解液。

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。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供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、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括成膜添加剂，所述成膜添加剂包括双环状硫酸酯类添加剂A和二氟亚磷酸酯类添加剂B。

本发明所提供的锂离子电池非水电解液中引入添加剂A和添加剂B，两者联用，发挥协同作用，可以在正负极极片表面成膜，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。

在本发明中，所述双环状硫酸酯类添加剂A具有如式I所示的结构：

在式Ⅰ中，R₁为R为单键或亚甲基；m为1-4的整数(例如1、2、3或4)，n为0-2的整数(例如0、1或2)。

在本发明中，所述的二氟亚磷酸酯添加剂B具有如式2所示的结构：

在式Ⅱ中，R2为具有3-10个(例如3、4、5、6、7、8、9或10个)碳原子的饱和烃骨架，并且n为1-3的整数(例如1、2或3)。

化学式I所示的添加剂A为双环状硫酸酯类化合物，双环状硫酸酯类化合物能够在正负极表面形成稳定的界面保护膜，此保护膜具有致密的结构。但此添加剂在电极所形成的保护膜仍然存在阻抗较高的问题。