[发明专利]一种非水电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种非水电解液及锂离子电池，所述非水电解液包括电解质、非水性有机溶剂和添加剂；所述添加剂包括环状硅氧烷类化合物和多腈化合物；所述多腈化合物包括二腈化合物与三腈化合物的组合。本发明中，所述非水电解液通过加入环状硅氧烷类化合物和特定组合的多腈化合物添加剂，相互配合，能够抑制锂离子电池的高直流阻抗的增加，明显改善锂离子电池的循环性能和高温存储性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种非水电解液及锂离子电池。

背景技术

随着电子设备、电动汽车的急速发展，对锂离子电池的能量密度的要求日益提高，为了提高锂离子电池的能量密度，提高锂离子电池的电压是有效方法之一。

目前，工作电压在4.45V以上的电化学装置已成为众多科研单位和企业研究的热点。然而在高电压下，正极材料的氧化活性升高、稳定性下降，导致电解液容易在正极表面分解或引起电池材料的劣化，造成电池容量降低。为了解决上述问题，需要对锂离子电池电解液的高温循环性能和高温存储性能进行提高。

例如CN104112869A公开了一种可改善含锰锂离子电池高温储存中阻抗增加行为的非水电解液添加剂。所述电解液包括锂盐、非水有机溶剂、稳定添加剂和其他功能添加剂，稳定添加剂选自三(三甲基硅烷)磷酸酯、乙醇胺、甲烷二磺酸亚甲酯中至少一种。所述电解液通过加入含磷或硫的酯和醇胺类稳定添加剂，改善了含锰锂离子电池的高温阻抗等储存性能，但是所述锂离子电池的循环性能有待进一步提高。

CN109786833A公开一种高温高电压锂离子电池非水电解液及包含该电解液的锂离子电池。所述非水电解液包含非水有机溶剂、电解质、高温高压添加剂和低阻抗添加剂，所述低阻抗添加剂为氟代碳酸乙烯酯；所述电解液中，通过加入高温高压添加剂和低阻抗添加剂，改善了电池的循环性能和库伦效率。但是，所述锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能有待进一步提高。

CN105261791A公开了一种超高温型高电压锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池。包含非水有机溶剂、六氟磷酸锂、抑制产气添加剂及低阻抗添加剂，所述抑制产气添加剂为磺酸内酯化合物；所述低阻抗添加剂为氟磺酰亚胺锂和环状硫酸酯的任一种或两种混合。本发明以沸点高、浸润性好的羧酸酯溶剂代替部分碳酸酯溶剂，可有效提升锂离子电池高温储存性能、改善电解液对石墨负极的浸润性。但是，所述锂离子电池的高温循环性能有待进一步提高。

因此，开发一种能够抵抗直流阻抗增加、使得锂离子电池高温循环性能和高温储存性能优异的非水电解液，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种非水电解液及锂离子电池。所述非水电解液，通过加入环状硅氧烷类化合物和多腈化合物添加剂，并且所述多腈化合物包括二腈化合物和三腈化合物的组合，各组分相互配合，协同使用，能够抑制锂离子电池的高直流阻抗的增加，明显改善锂离子电池的循环性能和高温存储性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种非水电解液，所述非水电解液包括电解质、非水性有机溶剂和添加剂；所述添加剂包括环状硅氧烷类化合物和多腈化合物；所述多腈化合物包括二腈化合物与三腈化合物的组合。

本发明中，将环状硅氧烷类化合物应用到锂离子电池中后，能够在正极表面发生开环聚合，形成保护层，避免电解液与高活性的正极材料的直接接触氧化，提高电解液-正极界面的稳定性；进一步地，将特定组合的多腈化合物应用到锂离子电池中后，能够在正极材料表面成膜，抑制电解液在正极表面持续分解，从而改善电池的高温储存性能和循环性能。通过二者的配合作用，所形成的膜含硅与腈类成分，使得结构更加牢固，能够进一步有效抑制锂离子电池循环及高温储存中阻抗的增长，进一步提高锂离子电池的循环性能和高温存储性能。