[发明专利]一种电解液添加剂、电解液及锂电池

说明书

本发明公开了一种电解液添加剂、电解液及锂电池，电解液添加剂的结构式如下式(I)：电解液包含锂盐，有机溶剂和所述添加剂，所述添加剂含量为电解液质量的0.1％‑5％。含有该添加剂的电解液能够提高锂离子电池的循环寿命和充放电效率。

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，特别是涉及一种电解液添加剂、电解液及 锂电池。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高，能量和功率密度高，循环寿命长，自放电 小以及对环境友好等一系列优点，已经成为了目前最高效的储能设备。被广 泛用于移动电子设备中，并将在电动汽车和混合动力汽车上得到更广阔的发 展。随着科技的进步及市场的不断发展，提升锂电池的能量密度日益显得重 要而迫切。除了现有材料和电池的制作工艺改进之外，高电导低粘度的电解 液也是比较热门的研究方向之一。

锂离子电池在首次充电过程中，电解液会与负极反应形成一层SEI膜， SEI膜对锂离子电池的主要电性能(如循环寿命、自放电和功率等)有着重要 影响。但是随着充放电的进行，SEI膜可能会发生溶解、分解、破裂、重组 或增厚等现象，使电池性能逐渐衰减；尤其是当锂离子电池在高温状态下使 用时，劣化速度会大大加快。出于对电池能量密度的需求，现在电池的电压 越来越高，而在高电压时，正极活性物质处于缺锂状态，其具有很强的氧化 性，易使与它直接接触的电解液氧化分解，同时伴随着大量气体的产生；此 外，处于过度缺锂状态的正极活性物质较不稳定，易发生一些副反应(如释 氧、相变、过渡金属离子溶出等，从而使得锂离子电池的性能快速劣化；同 样的，高温会极大加快劣化速度。

在现有技术中，在使用不含有电解液添加剂的电解液或含有特性差的电 解液添加剂的电解液的情况下，由于形成不均匀的SEI膜，难以期望实现锂 离子电池的寿命特性的改善。此外，即使当包含电解液添加剂时，如果电解 液添加剂的量不能调节至所需要的量，仍会遇到在高温或高电压反应的过程 中电解液添加剂引起阴极表面的劣化或电解液的氧化反应的问题，最终导致 电池的不可逆容量损失的增加，并且寿命特性劣化。

发明内容：

针对现有的锂离子电池电解液存在的缺陷，本发明是寻找一种电解液添 加剂及含有该添加剂的电解液，该添加剂能够增加电解液的电导率同时参与 负极成膜，从而使电解液的稳定性、电荷迁移率、离子迁移率都得到显著提 升，并抑制电解液其它组分的氧化分解，从而提高锂离子电池的的循环寿命 和充放电效率。

本发明的技术方案为：

一种电解液添加剂，所述电解液添加剂结构式如下式(I)所示：

其中，独立的选自H、卤素，烷基、烷氧基、硝基中的一 种，或含被卤素取代的直链或支链的烷基中的一种。

进一步的，所述电解液添加剂为四-五氟苯基硼烷基锂，结构式为：

本申请还提供一种技术方案，一种电解液，包含：

锂盐；

有机溶剂；

电解液添加剂，其中，所述电解液添加剂为前述的四-五氟苯基硼烷基 锂，所述四-五氟苯基硼烷基锂的用量为电解液总质量的0.1-5％。

进一步的，所述锂盐选自六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、甲基磺 酸锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸酯锂中的至 少一种。

进一步的，所述电解液中，锂盐的浓度为0.5％-15％。

进一步的，所述有机溶剂为线状碳酸酯；所述线状碳酸酯选自碳酸二甲 酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯和碳酸甲丙酯、碳酸乙烯酯、碳酸 丙烯酯、γ-丁内酯中的至少一种。