[发明专利]一种电解液及其锂离子电池

说明书

本发明公开了一种电解液及其锂离子电池，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂至少包括化合物A，所述化合物A的含量为电解液的总重量的0.5％～8％；所述化合物A的结构通式为下式I：式I中，R1、R2、R3中至少其一者为碳原子数1～20的烷氧烃基，至少其一者为O‑TMS，剩余一者选自碳原子数为1～20的烷氧烃基、CN‑、‑CH₂C、‑CH₂CH₂CN、‑CH₂CH₂CH₂CN、‑CH₂CH₂CH₂CH₂CN、O‑TMS中的一种，TMS为Si‑(CH₃)₃。本发明的电解液中添加化合物A，而电解液中的LiPF₆生成的PF₅会和痕量水反应生成HF，HF被化合物A中的硅氧烷官能团清除，其中氟化物(F^‑)被硅(Si)捕获以生成TMSF，H⁺也被氧(O)捕获形成HPO，从而提高高电压下高温循环性能和高温存储性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液及其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3C数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，电子信息技术及消费产品的快速发展对锂离子电池高电压以及高能量密度能提出了更高的要求。在锂离子电池中，高电压正极材料由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，被广泛的应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及电动车、大型储能装置中。

但随着正极材料的限制电压不断提高，电池材料的克容量逐渐增加的同时，电池的高温性能恶化严重，长循环寿命无法保证，尤其高电压(＞4.5V)下经历长期循环充放电过程中，材料的体积会膨胀并导致严重裂纹，电解液中溶剂进入正极材料内部，破坏结构，最终造成严重容量衰减的问题。因此，亟需提供一种高电压下高温循环性能和高温存储性能好的锂离子电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解液及其锂离子电池，高电压下高温循环性能和高温存储性能好。

本发明公开了一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂；所述添加剂至少包括化合物A，所述化合物A的含量为电解液的总重量的0.5％～8％；所述化合物A的结构通式为下式I：

式I中，R1、R2、R3中至少其一者为碳原子数1～20的烷氧烃基，至少其一者为O-TMS，剩余一者选自碳原子数为1～20的烷氧烃基、CN-、-CH₂C、-CH₂CH₂CN、-CH₂CH₂CH₂CN、-CH₂CH₂CH₂CH₂CN、O-TMS中的一种，TMS为Si-(CH₃)₃。

可选地，式I中，R1、R2、R3中剩余一者为CN-。

可选地，所述香族化合物A的结构式为下式Ⅱ：

可选地，所述添加剂还包括磺酸酯化合物、氟碳酸酯以及腈类化合物。

可选地，所述化合物A的含量为电解液的总重量的1％。

可选地，所述锂盐选自含有氟元素和锂元素的化合物中的至少一种。

可选地，所述锂盐选自六氟磷酸盐、六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种。

可选地，所述锂盐浓度为0.5M～1.5M。