[發明專利]電解液以及包括該電解液的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201510606586.0
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105261788B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 王小梅;付成華;唐超
• 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: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司11444
• 代理人: 王剛,龔敏

技術領域

本申請屬于鋰電池領域，特別地，涉及一種電解液以及包含該電解液的鋰離子電池。

背景技術

在飛速發展的信息時代中，對手機、筆記本、相機等電子產品的需求逐年增加。鋰離子電池作為電子產品的工作電源，具有能量密度高、無記憶效應、工作電壓高等特點，正逐步取代傳統的Ni-Cd、MH-Ni電池。然而隨著電子產品市場需求的擴大及動力、儲能設備的發展，人們對鋰離子電池的要求不斷提高，開發具有高能量密度和滿足快速充放電的鋰離子電池成為當務之急。目前，有效的方法是提高電極材料的電壓、壓實密度和選擇合適的電解液。

目前，鋰離子電池廣泛應用的電解液包括以六氟磷酸鋰為導電鋰鹽和以環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合物溶劑，然而上述電解液仍存在諸多的不足，特別的是在高電壓下，鋰離子電池的性能較差，例如高溫循環性能差，高溫存儲性能差以及倍率性能差。

因此，現在亟需一種電解液，使得鋰離子電池在高電壓下仍然具有良高溫循環性能、高溫存儲性能和倍率性能。

發明內容

為了解決上述問題，本申請人進行了銳意研究，結果發現：包含添加劑A和添加劑B的電解液，其中所述添加劑A為含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物，所述添加劑B為硅烷磷酸酯類化合物和/或硅烷硼酸酯類化合物，應用到鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫存儲性能、高溫循環性能以及倍率性能，從而完成本申請。

本申請的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑、添加劑A和添加劑B，其中所述添加劑A為含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物，所述添加劑B為硅烷磷酸酯類化合物和/或硅烷硼酸酯類化合物。

本申請的另一目的在于提供一種鋰離子電池，其特征在于，包括正極片、負極片和本申請提供的電解液。

本申請提供的電解液，由于包括添加劑A和添加劑B，二者的組合使用，不僅減少了電解液在高溫下界面副反應，還抑制了電解液在負極的分解；另外，添加劑A還會優先在負極成膜，抑制羧酸酯的還原，添加劑B可以抑制添加劑A在電極表面的過度成膜，減小負極界面阻抗，提高高溫循環性能和倍率性能。而且添加劑B還可以抑制電解液在正極表面的氧化反應，提高存儲性能，特別的是提高了鋰離子電池在60℃高溫下的存儲性能。

由此，將本申請提供的電解液應用到鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫存儲性能、高溫循環性能以及倍率性能。

附圖說明

圖1為紐扣電池進行高溫循環伏安測試后的電池負極的伏安曲線圖；

圖2為電池進行電化學阻抗測試后的電池負極的曲線圖；

圖3為電池進行線性掃描伏安測試后的電池的曲線圖。

具體實施方式

下面通過對本申請進行詳細說明，本申請的特點和優點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

本申請的目的在于提供一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑、添加劑A和添加劑B，其中所述添加劑A為含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物，所述添加劑B為硅烷磷酸酯類化合物和/或硅烷硼酸酯類化合物。

在上述電解液中，所述含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物優選為鏈狀的含有碳-碳雙鍵的二腈類化合物。

在上述電解液中，所述添加劑A為選自下述式1和2所示的化合物中的一種或多種。

在上述式1、式2中，R₃、R₄各自獨立地為選自H、碳原子數為1～20的烷烴基、碳原子數為1～20的鹵代烷烴基中的一種，R₅、R₆各自獨立地為選自碳原子數為1～20的亞烷烴基、碳原子數為1～20的亞烷氧基、碳原子數為1～20的鹵代亞烷烴基、碳原子數為1～20的鹵代亞烷氧基中的一種，其中，鹵原子為F、Cl、Br，特別的，鹵原子選為F、Cl。

在上述式1、式2中，R₃、R₄可以相同，也可以不相同，同樣的，R₅、R₆可以相同，也可以不相同。

在上述式1、式2中，碳原子數為1～20的烷烴基時，烷烴基的具體種類并不受到具體的限制，可根據實際需求進行選擇，例如鏈狀烷烴基和環狀烷烴基均可，其中鏈狀烷烴基又包括直鏈烷烴基和支鏈烷烴基，另外，環狀烷烴基上可以有取代基，也可以不含有取代基。在所述烷烴基中，烷烴基中碳原子數的優選的下限值可為1、3、5，烷烴基中碳原子數的優選的上限值可為3、5、6、7、8、10、12、16。