[發明專利]能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液

在審

• 申請號: 201510321346.6
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN105047991A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 張少杰;許日勤;谷秀娟;梁振洋;岳蒙蒙
• 申請（專利權）人: 山東鴻正電池材料科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液，屬于電池材料技術領域。

背景技術：

目前商業化的電解液一般由高純度的有機溶劑、溶質以及必要的功能添加劑等原料在一定條件下，按一定比例配制而成。其中，有機溶劑是電解液的主體部分，目前商業化的常用的有機溶劑有碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)等；而在溶質方面，目前基本主要采用六氟磷酸鋰(LiPF6)。目前商業化電解液的充電截至電壓基本都在4.2v以內，并未針對高電壓體系進行針對性設計，因此充電電壓達到4.35V以上后，電芯的循環壽命一般會較4.2v急劇下降。并且更容易出電芯現鼓脹甚至會爆炸的情況。也嚴重降低了電芯的安全性能。

隨著輕便式智能設備的普及，以及新能源汽車的興起，提高鋰離子電池的能量密度變得越來越重要，對陰極材料進行改性與開發新型的高電壓陰極材料成為一個重要的技術方向，目前，對于改性高壓LCO與新型陰極LiNiMnO₄，LINiCoMnO₄。其作為陰極材料組裝的鋰離子電池的充電電壓普遍達到了4.2V以上，達到4.4V，4.5V至5V。

綜上所述，在高充電電壓情況下，傳統的商業化的鋰離子電池非水電解液已經不能滿足要求，在高電壓下會出現鋰離子電池脹氣甚至爆炸，循環壽命明顯下降。降低了鋰離子電池的工作壽命與安全性，因此針對高電壓陰極材料設計新型非水電解液是一項十分有意義的工作。

發明內容：

本發明的目的是提供一種能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液，其特征是：電解液中存在如下結構的添加劑A，其在電解液中的含量為0.01-20w.t％。

上述結構式中的R，R1分別獨立地選自H、鹵素、烷基、烷氧基、鹵代烷基、鹵代烷氧基、烯烴基、鹵代烯烴基，其中：鹵素為F、Cl或Br，鹵代包含部分取代和全取代。

所述的能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液，其特征是：所述的高電壓添加劑為下列結構式中的一種或幾種共存，其典型結構如下：

所述的能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液，其還存在碳酸酯類與醚類溶劑B，其中B在電解液中的含量為50-90w.t％。

所述的碳酸酯類溶劑B為環狀的碳酸酯類或鏈狀碳酸酯類化合物；所述的鏈狀碳酸酯其選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯以及碳數為3-8的直鏈或支鏈脂肪單醇與碳酸合成的碳酸酯衍生物中的一種或幾種。

所述的碳酸酯類溶劑B中的環狀碳酸酯選自碳酸乙烯脂、碳酸丙烯脂、伽馬丁內酯的一種或幾種。

所述的醚類溶劑，其選自1，2-二甲氧乙烷(DME)和二甘醇二甲醚(dimethylcarbitol)，四氫呋喃(THF)、2-甲基四氫呋喃(2-Methyl-THF)、1，3-二氧環戊烷(DOL)、二甲氧甲烷(DMM)中的一種或幾種。

所述的能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液，其還包括鋰鹽C，其在電解液中的的含量為0.5-1.6mol/L；鋰鹽C可以是具有如下分子式的化合物中的一種或幾種共存：LiBF₄、LiPF₆、LiAsF₆、LiClO₄、LiN(SO₂F)₂、LiN(SO₂CF3)₂、LiN(SO₂C₂F₅)₂、LiSO₃CF₃、LiC₂O₄BC₂O₄、LiF₂BC₂O₄。

所述的能提高鋰離子電池高電壓性能的電解液，其還包括功能添加劑D，功能添加劑在電解液中的含量為0.01-20w.t％。