[發明專利]鋰離子二次電池及其電解液

有效

• 申請號: 201310674441.5
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103618110A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 褚春波;付成華
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨;劉春成

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種鋰離子二次電池及其電解液。

背景技術

鋰離子二次電池具有工作電壓高、壽命長以及充電速度快等優點，但是隨著技術的不斷發展和人們對快捷電子產品的使用需求，要求鋰離子二次電池具有更好的循環性能，同時也要求鋰離子二次電池在較低溫度下能夠快速放電。

在實際使用中，一般使用環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯作為溶劑，但是在電池充放電過程中，溶劑不斷被氧化或者還原，鋰離子二次電池循環性能會惡化。專利US6033809A公開了在電解液中加入1,3-丙烷磺內酯（PS），提高了鋰離子二次電池的循環性能和存儲性能。但是加入1,3-丙烷磺內酯（PS）會在負極表面形成很厚的SEI膜，其阻抗較大，會惡化鋰離子二次電池在低溫條件下的放電性能。

專利CN101755354A公開了一種在負極表面形成SEI膜的方法，在電解液中加4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮，提高了鋰離子二次電池的循環性能，關于低溫放電性能在專利中并未提及。

有鑒于此，有必要提供一種低溫條件下放電性能良好的鋰離子二次電池及其電解液。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種鋰離子二次電池及其電解液，其具有良好的低溫放電性能。

為了實現上述發明目的，在本發明的第一方面，本發明提供了一種鋰離子二次電池電解液，其包括：鋰鹽；非水有機溶劑；以及添加劑，其中所述添加劑含有第一添加劑和第二添加劑。第一添加劑為1,3-丙烷磺內酯（PS），第二添加劑為具有結構式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物和/或具有結構式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物；在結構式1和結構式2中，R₁、R₂、R₃、R₄各自為氫、鹵素、C1～C3烷基或鹵代烷基；其中，第一添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質量百分含量為0.3%～4.0%，第二添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質量百分含量為0.3%～4.0%。

在本發明的第二方面，本發明提供了一種鋰離子二次電池，其包括：正極片；負極片；隔離膜，間隔于正極片和負極片之間；以及電解液。其中，所述電解液為根據本發明第一方面的電解液。

本發明的有益效果為：

在本發明的鋰離子二次電池的電解液中通過添加第一添加劑和第二添加劑，可以在鋰離子二次電池的負極表面形成利于離子傳導的復合SEI膜，從而使鋰離子二次電池具有良好的低溫放電性能。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的鋰離子二次電池及其電解液及制備方法。

首先說明根據本發明第一方面的鋰離子二次電池電解液包括：鋰鹽；非水有機溶劑；以及添加劑，其中所述添加劑含有第一添加劑和第二添加劑。第一添加劑為1,3-丙烷磺內酯（PS），第二添加劑為具有結構式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物和/或具有結構式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物；在結構式1和結構式2中，R₁、R₂、R₃、R₄各自為氫、鹵素、C1～C3烷基或鹵代烷基，其中，第一添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質量百分含量為0.3%～4.0%，第二添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質量百分含量為0.3%～4.0%。具體地，當第二添加劑僅為具有結構式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物時，具有結構式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物在鋰離子二次電池電解液中的質量百分含量為0.3%～4.0%；當第二添加劑僅為具有結構式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物時，具有結構式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物在鋰離子二次電池電解液中的質量百分含量為0.3%～4.0%；當第二添加劑為具有結構式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物和具有結構式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物時，具有結構式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物和具有結構式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環-2-酮及其衍生物在鋰離子二次電池電解液中的總質量百分含量為0.3%～4.0%。