[發明專利]鋰離子電池及其電解液

有效

• 申請號: 201410374264.3
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN105336984B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 葉士特;李松;付成華;褚春波
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司;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

本發明提供一種鋰離子電池及其電解液。所述鋰離子電池的電解液，包括：非水有機溶劑；鋰鹽，溶解在非水有機溶劑中；以及添加劑，溶解在非水有機溶劑中。所述添加劑包含具有式I結構的1,3?二氧雜環化合物以及氟代碳酸乙烯酯(FEC)；在式I中，R1、R2各自獨立選自H、甲基或乙基；n選自1～3內的整數；具有式I結構的1,3?二氧雜環化合物在鋰離子電池的電解液中的質量百分含量為0.05％～5％；氟代碳酸乙烯酯(FEC)在鋰離子電池的電解液中的質量百分含量為1％～8％。所述鋰離子電池包括上述鋰離子電池的電解液。本發明的鋰離子電池具有優異的高溫存儲性能和低溫放電倍率性能。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池及其電解液。

背景技術

隨著便攜式電子設備的普及和應用，對鋰離子電池的應用環境的要求也越來越高。為了滿足電解液在較廣溫程下的應用需求，目前常用的電解液中的非水有機溶劑主要由鏈狀酯和環狀酯組成。

1997年2月25日公開的美國專利申請公開號為US6506524的專利申請中公開了在堿金屬離子電池中，為了防止充電時產生樹皮狀晶體(或樹枝狀晶體)而引起的短路，在電解液中加入了氟代碳酸亞乙酯(FEC)及碳酸亞丙酯。但由于氟代碳酸亞乙酯(FEC)容易被還原，特別是在高溫環境下，所以其容易在負極上被分解，進而產生HF氣體或有機氣體。

為了解決氟代碳酸亞乙酯(FEC)的產氣問題，2008年8月27日公開的中國專利申請公開號為CN101252205A的專利申請中公開了在使用氟代碳酸亞乙酯作為添加劑的非水電解質二次電池的極片或隔離膜表面涂覆無機絕緣顆粒層的技術方案，其可以減少氟代碳酸亞乙酯(FEC)造成的產氣。

但上述技術方案的實施會明顯增加電池內部極片與隔離膜之間鋰離子傳輸的難度，降低鋰離子在電池內部的傳輸速度。另外還有可能增加工藝難度，對極片柔韌性及加工性能造成不利影響。發明人還發現，依照上述在極片或隔離膜表面涂覆無機絕緣顆粒層的技術方案，要想完全抑制氟代碳酸亞乙酯的分解是難以實現的，其分解后產生的HF氣體可以透過隔離膜表面的孔隙進入到正極極片的表面，對正極活性材料產生腐蝕作用。特別是在長時間的高溫環境下，這種腐蝕作用尤其顯著，嚴重影響了鋰離子電池的高溫存儲性能及長使用壽命。

此外，氟代碳酸亞乙酯作為常用的SEI成膜添加劑，會在負極活性材料表面形成SEI膜，同時會增加負極活性材料的阻抗，影響鋰離子的傳輸性能，進而影響鋰離子電池的低溫放電倍率性能。因此需要尋找一種更為可靠且有效的方法改善鋰離子電池性能。

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電池及其電解液，所述鋰離子電池具有優異的高溫存儲性能和低溫放電倍率性能。

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電池的電解液，其包括：非水有機溶劑；鋰鹽，溶解在非水有機溶劑中；以及添加劑，溶解在非水有機溶劑中。所述添加劑包含具有式I結構的1,3-二氧雜環化合物以及氟代碳酸乙烯酯(FEC)；