[發(fā)明專利]電解液添加劑、含該添加劑的電解液及使用電解液的鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310750123.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104752766A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉衛(wèi)平;朱小明
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;C07F7/18
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解液的添加劑，包含該添加劑的電解液，以及使用所制備電解液的鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋰離子電池容量大、充電速度快、循環(huán)壽命長，已廣泛用于日常生活的各類電子設(shè)備上。大量研究顯示，縮短鋰離子電池使用壽命的主要原因是電極在高溫高壓環(huán)境下容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，造成電極材料損耗、電解液變質(zhì)，而且很多時候產(chǎn)生的大量氣體還會造成電池體積膨脹，種種變化都容易導(dǎo)致電池性能變劣、使用壽命縮短。目前的解決方法是向電解液內(nèi)添加具有穩(wěn)定作用的添加劑以抑制電極與電解液的反應(yīng)，例如氟苯、環(huán)己基苯、環(huán)己基氟苯等，但這類添加劑的粘度很高，顯著降低了電解液的流動性，從而影響了離子在電解液中的傳遞速率，降低了電池的性能。

為解決上述技術(shù)問題，一般通過在電極表面覆上SEI膜，以阻止電極和電解液反應(yīng)，如中國專利文獻CN102964372A公開了一種鹵硅烷功能化碳酸酯電解質(zhì)材料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有有機碳酸酯基團和含鹵硅烷基團，將該鹵硅烷功能化碳酸酯電解質(zhì)材料用作功能添加劑應(yīng)用于鋰離子電池電解液內(nèi)，有機碳酸酯基團有助于鋰離子的離解和傳導(dǎo)，含鹵硅烷基團能夠改進電極表面性能、提高材料的界面性能。

上述添加了鹵硅烷功能化碳酸酯電解質(zhì)材料的電解液能夠與負(fù)極在界面形成SEI膜，SEI膜能夠抑制電極與電解液在高溫高壓下反應(yīng)，從而能夠延長鋰離子電池的壽命；但是，負(fù)極周圍的鹵硅烷功能化碳酸酯電解質(zhì)容易被還原成鹵化氫，鹵化氫又容易與電解液進一步反應(yīng)生成鹵化鋰，鹵化鋰不斷在負(fù)極表面富集造成SEI膜增厚，使得鋰離子的傳導(dǎo)率降低，電池的充放電速度降低、使用壽命縮短；而且，上述反應(yīng)及電解液水解產(chǎn)生的大量鹵化氫氣體使得電池體積極易膨脹，導(dǎo)致電池性能進一步降低、使用壽命進一步縮短。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)的鹵硅烷功能化碳酸酯電解質(zhì)在負(fù)極被還原為鹵化氫，鹵化氫與電解液反應(yīng)生成鹵化鋰不斷沉積在負(fù)極表面，造成SEI膜增厚、鋰離子傳導(dǎo)率降低，而且電池運行中產(chǎn)生的大量氣體易造成電池體積膨脹，這些都導(dǎo)致了電池性能下降和使用壽命縮短；進而提出一種所組成的電解液能夠在電極表面形成SEI膜以阻止電極的損耗，同時又不會降低電池性能、縮短電池壽命的電解液添加劑。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電解液添加劑，所述添加劑為：

其中，R₁-R₆分別為碳原子數(shù)為1-4的烷基，R₇為-OCH₃或-OC₂H₅，R₈為碳原子數(shù)為2-4的烯烴基。

所述R₁-R₆為相同的烷基。

所述添加劑為：

所述添加劑為：

所述添加劑為：

所述添加劑為：

包含所述添加劑的電解液，包括，非水溶劑、鋰鹽和添加劑，所述添加劑的重量為電解液總重量的0.1-3%。

所述電解液，以重量百分?jǐn)?shù)計，包括，

非水溶劑81-91%

鋰鹽8.3–16.5%

添加劑0.1-3%。

所述電解液中，所述添加劑的重量為所述電解液總重量的0.5-2%。

所述電解液，以重量百分?jǐn)?shù)計，包括，

非水溶劑83-89%

鋰鹽10–15%

添加劑0.5-2%。

還包括碳酸亞乙烯酯，所述碳酸亞乙烯酯的重量為所述電解液總重量的0.5-5%。

所述非水溶劑為碳酸酯類、羧酸酯類、磺酸酯類、硫酸酯類、亞硫酸酯類、腈類溶劑中的至少一種。