[發明專利]一種鋰離子電池電解液及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201110144000.5
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102810691A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 陳輝;黃榮剛
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池電解液及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池以其比能量高、無污染、無記憶效應、壽命長而著稱。近年來，鋰離子電池備受重視，得到推廣和應用。小到電子手表、手機，大到電動自行車、汽車，廣受歡迎，甚至在軍事航天等領域，鋰離子電池也是越來越獲得青睞。鋰離子電池已經深刻影響人們的日常生活和工作。

隨著對鋰離子電池的需求增加，對鋰離子電池的要求也越來越高。但是，基于本身的特點，鋰離子電池存在著一些不足。如倍率性能不佳，即不能快速充放電，這對于汽車等動力領域是不可接受的。在電池充放電過程中，鋰離子的移動場所包括電極、電極/電解液界面、電解液等。由于鋰離子電池電解液采用的是非水有機溶劑，如碳酸酯類，溶質一般為六氟磷酸鋰等無機鋰鹽，二者相容性不好，導致鋰鹽在有機溶劑中的溶解性并不好，造成電解液的電導率往往較小。這將直接導致參與遷移的鋰離子較少，如果充放電電流較大，將引起嚴重的極化問題，造成電池容量下降。并且，隨著溫度降低，這一問題將進一步惡化。鋰離子電池的倍率性能不高，導致鋰離子電池不能快速充放電。

發明內容

為了克服現有技術中的鋰離子電池倍率性能差的問題，本發明提供了一種電解液，使用該電解液的鋰離子電池具有優異的充放電性能。

本發明公開的鋰離子電池電解液，包括鋰鹽、非水溶劑和添加劑，所述添加劑具有如下結構：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄各自獨立的選自烷基、苯環、烯基、鹵素中的一種，并且R₁、R₂、R₃、R₄不同時為鹵素。

同時，本發明還公開了一種鋰離子電池，包括殼體和容納于殼體內的電芯和非水電解液，所述電芯包括正極、負極和介于正極與負極之間的隔膜，其中，所述非水電解液為上述的鋰離子電池電解液。

本發明的發明人通過大量的實驗發現，通過向具有鋰鹽和非水溶劑的電解液中添加本發明公開的添加劑，該添加劑可以與電解液中鋰鹽的陰離子絡合，大大提高鋰鹽在電解液中的解離度，增加鋰離子的遷移數，使得在充放電過程中有更多的鋰離子參與遷移，減小了極化，從而提高電池的倍率性能和低溫性能。

具體實施方式

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明公開了一種鋰離子電池電解液，包括鋰鹽、非水溶劑和添加劑，其中，所述添加劑具有如下結構：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄各自獨立的選自烷基、芳基、烯基、鹵素中的一種，并且R₁、R₂、R₃、R₄不同時為鹵素。

優選情況下，所述R₂、R₃、R₄均為烷基，此時，R₁可以為烷基、芳基、烯基、鹵素中的一種。進一步優選情況下，所述R₂、R₃、R₄各自獨立的選自碳原子數為1-5的烷基。

當含有芳基時，所述添加劑可以為苯乙酸三乙酯、苯乙酸三甲酯、苯乙酸三苯酯、苯乙酸三丙(異丙)酯、苯甲酸三丙(異丙)酯、苯甲酸三乙酯、苯甲酸三甲酯中的一種或多種。

當含有烯基時，所述添加劑可以為原乙酸三乙(丙)烯酯、原甲酸三乙(丙)烯酯、原丙酸三乙(丙)烯酯、乙烯三甲酸酯、乙烯三乙酸酯中的一種或多種。

當含有鹵素時，所述添加劑可以為鹵代甲酸三甲酯、鹵代甲酸三乙酯、鹵代甲酸三丙(異丙)酯中的一種或多種。

更優選為，所述添加劑為原乙酸乙酯，同樣，本發明上，與原乙酸乙酯具有類似性質的原乙酸甲酯、原乙酸乙酯、原乙酸丙酯等均適用，即所述添加劑選自原乙酸甲酯、原乙酸乙酯、原乙酸丙酯、苯乙酸三乙酯、苯乙酸三甲酯、苯乙酸三苯酯、苯甲酸三甲酯、苯甲酸三乙酯、苯甲酸三丙(異丙)酯、原乙酸三乙(丙)烯酯、原甲酸三乙(丙)烯酯、原丙酸三乙(丙)烯酯、乙烯三甲酸酯、乙烯三乙酸酯、鹵代甲酸三甲酯、鹵代甲酸三乙酯、鹵代甲酸三丙(異丙)酯中的一種或多種。上述各種添加劑為現有技術中公知的物質，均可通過商購或合成得到。