[發(fā)明專利]一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410123182.1
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN104953173B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬飛燕;黃榮剛;王圣;茍容
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池，所述電解液包括鋰鹽、非水溶劑和添加劑；所述添加劑為；其中，所述R₁為?CH₂CF₃、?CF₃、?NO₂、?SO₃、F和Cl中的一種；所述R₂為F和Cl中的一種；R₃為F和Cl中的一種。本發(fā)明的電解液可以有效地提高二次鋰電池高壓下循環(huán)穩(wěn)定性能，提高電池循環(huán)過程中的放電容量保持率，從而有效地提高鋰離子電池的使用壽命，制備新型高能量密度的二次鋰離子電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池。

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。一般來說，非水溶質(zhì)的鋰離子電池包括鋰負(fù)極、溶于有機(jī)溶劑中的鋰鹽以及電化學(xué)活性正極材料。在充電過程中，鋰離子從正極通過電解液遷移至負(fù)極，而在放電過程中其流向相反。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。

如中國專利03135640.0中介紹了新型5V高壓正極材料，其工作電壓的提高，直接整體提高了電池的使用功率，在應(yīng)用方面具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。而現(xiàn)階段，絕大多數(shù)的鋰電池電解液體系只能在4.5v及以下的電壓下穩(wěn)定使用，當(dāng)工作電壓達(dá)到4.5v以上時，電解液體系會發(fā)生氧化分解進(jìn)而使電池?zé)o法正常工作，因此，對高壓正極材料的應(yīng)用形成了極大的障礙。同時，電池的循環(huán)性能降低。

公開號為CN1891700A的專利公開了一種鹵代環(huán)狀亞硫酸酯高壓電解液溶劑，但是該電池循環(huán)效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的鋰離子電池電解液耐高壓性能及循環(huán)性能差的技術(shù)問題，提供一種耐高壓性能及循環(huán)性能好的鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池。

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池電解液，所述電解液包括鋰鹽、非水溶劑和添加劑；所述添加劑為

；

其中，所述R₁為-CH₂CF₃、-CF₃、-NO₂、-SO₃、F和Cl中的一種；所述R₂為F和Cl中的一種；R₃為F和Cl中的一種。

本發(fā)明還提供了本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液的制備方法，在無氧條件下向容器加入非水溶劑，然后加入鋰鹽和添加劑，混合得到所述電解液。

本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，包括，殼體、密封于所述殼體內(nèi)的電芯和電解液；所述電解液為本發(fā)明所述的鋰離子電池電解液。

本發(fā)明提供鋰離子電池電解液中，含有苯環(huán)上帶有一個強(qiáng)吸電子基團(tuán)的有機(jī)物添加劑，而在氰基的鄰、間、對位的位置，可以被其他的強(qiáng)電負(fù)性基團(tuán)取代，如硝基，磺酸基等，或者被強(qiáng)負(fù)電性的原子取代，如氟原子，氯原子等。此類有機(jī)物具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，與電解液溶劑以及鋰鹽沒有化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，作為高電壓鋰離子電池電解液添加劑，可以物理形式在正極表面形成一層保護(hù)膜，且電壓越高，吸附能力越強(qiáng)，從而保護(hù)正極材料在充放電過程中不會與電解液發(fā)生反應(yīng)而影響電池的循環(huán)性能，或者與電解液的分解產(chǎn)物反應(yīng)而影響電池的循環(huán)性能。所述電解液可以提高高電壓電解液的在高電壓循環(huán)下的容量保持性能，尤其是大倍率充放電下的容量保持率。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1和對比例1的電解液氧化分解電位圖；

圖2-圖11分別為實(shí)施例1-6和對比例1-4的循環(huán)效率圖。