[發明專利]一種電解液及其鋰離子電池

有效

• 申請號: 201610192962.0
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105655641B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 劉成勇;鐘開富;閆傳苗;唐代春;唐興宇
• 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

本申請涉及鋰離子電池領域，具體涉及一種電解液及其鋰離子電池。該電解液包括鋰鹽、有機溶劑和添加劑，添加劑包括含氟磷腈化合物。本申請的含氟磷腈化合物中包括含氟磺酰基團，在正、負電極表面均能形成由含氟化物、磺酸鋰鹽和聚磺酰亞胺等物質組成的界面膜，該界面膜具有良好的導鋰離子能力，有利于電池獲得良好的動力學性能，降低電池充電析鋰的風險，改善電池循環性能。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池領域，具體涉及一種電解液及其鋰離子電池。

背景技術

隨著石油能源的日益枯竭，及對環境污染的日益嚴峻，汽車動力能源迫切需要發展一系列新型能源作為提供能源。鋰離子電池由于其能量密度高、無記憶效應、工作電壓高等特點脫穎而出，成為當前新能源汽車用能源的重點發展方向。汽車用動力鋰離子電池對高能量、高功率、長壽命、高安全等要求極為嚴格。目前，動力鋰離子電池仍采用以有機溶劑體系為主的液態電解質，使得動力鋰離子電池距離實現“高能量、高功率、長循環、高安全”的目標存在諸多的挑戰。

提高電極的壓實密度是獲得鋰離子電池的高能量密度有效方式之一，但是，負極壓實較高時，電解液的浸潤性會變差，同時會導致電池存在析鋰風險。從電解液的角度看，需要開發浸潤性好的電解液，抑制鋰離子電池析鋰風險，從而實現高壓實密度電極材料在鋰離子電池中的應用。專利報道以低粘度的羧酸酯為溶劑，可獲得良好的電解液浸潤性，但是電池的安全性能仍存在較大的風險。為了提高鋰離子電池安全性，常向電解液中加入一些阻燃添加劑，如烷基磷酸酯、亞磷酸酯類、磷腈類等，但是由于粘度大或者與石墨不兼容等，對電池的循環造成負面影響。

因此，篩選出既具有良好的成膜、阻燃效果的功能添加劑，又具有低粘度溶劑，且能改善鋰離子電池循環性能的電解液材料是當前高壓實電極鋰離子電池用電解液研究的一大難點。鑒于此，特提出本申請。

發明內容

本申請的首要發明目的在于提出一種電解液，通過添加劑的使用改善電池電極界面動力學、提高電解液的阻燃性、同時使用低粘度溶劑改善電解液對極片的浸潤性，保證電池良好的循環性能。

本申請的第二發明目的在于提出含有該電解液的鋰離子電池。

本申請涉及一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑和添加劑，所述添加劑包括含氟磷腈化合物，所述含氟磷腈化合物的結構式如式I所示：

其中，R₁、R₂、R₃各自獨立地分別選自取代或未取代的C_1～20烷基、取代或未取代的C_1～20硅烷基、取代或未取代的C_6～26芳基、取代或未取代的C_5～26雜芳基；

取代基選自鹵素。

優選的，R₁、R₂、R₃各自獨立地分別選自取代或未取代的C_1～12直鏈或支鏈烷基、C_1～12直鏈或支鏈硅烷基。

優選的，R₁、R₂、R₃選自取代或未取代的C_1～6直鏈或支鏈烷基、C_1～6直鏈或支鏈硅烷基，R₁、R₂、R₃為相同的取代基。

優選的，所述含氟磷腈化合物選自如下化合物中的至少一種：