[發(fā)明專利]非水電解液及鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610222359.2
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN107293782B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周艷;付成華;張明;陳培培;唐超
• 申請（專利權(quán)）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;C07D327/10
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發(fā)明提供一種非水電解液及鋰離子電池。所述非水電解液包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑以及添加劑。所述添加劑包括硫酸二氟硼酸鋰以及環(huán)狀硫酸酯化合物。所述環(huán)狀硫酸酯化合物為含有?O?SO₂?O?基團(tuán)的環(huán)狀化合物。所述非水電解液應(yīng)用在鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和高溫存儲性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種非水電解液及鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池以其高電壓、高比能量、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)在化學(xué)電源領(lǐng)域占有重要地位，目前，鋰離子電池主要作為便攜式電源在電子產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著新能源汽車、風(fēng)能太陽能儲能、智能電網(wǎng)能量儲存與轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域巨大的應(yīng)用市場逐步明朗化，動力鋰離子電池受到了空前的關(guān)注，同時(shí)對鋰離子電池的要求也越來越高。提高鋰離子電池的循環(huán)和倍率性能、改善鋰離子電池的存儲性能成為目前鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

電解液作為鋰離子電池不可或缺的組成部分，與鋰離子電池的發(fā)展和進(jìn)步息息相關(guān)，因此，提供一種能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和存儲性能的電解液尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種非水電解液及鋰離子電池，所述非水電解液應(yīng)用在鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和高溫存儲性能。

為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種非水電解液，其包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑以及添加劑。所述添加劑包括硫酸二氟硼酸鋰(LiBF₂SO₄)以及環(huán)狀硫酸酯化合物，所述環(huán)狀硫酸酯化合物為含有-O-SO₂-O-基團(tuán)的環(huán)狀化合物。

在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，其包括根據(jù)本發(fā)明一方面所述的非水電解液。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明的非水電解液包括硫酸二氟硼酸鋰以及環(huán)狀硫酸酯化合物，當(dāng)應(yīng)用在鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和高溫存儲性能。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的非水電解液及鋰離子電池。

首先說明根據(jù)本發(fā)明第一方面的非水電解液。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的非水電解液包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑以及添加劑。所述添加劑包括硫酸二氟硼酸鋰(LiBF₂SO₄)以及環(huán)狀硫酸酯化合物，所述環(huán)狀硫酸酯化合物為含有-O-SO₂-O-基團(tuán)的環(huán)狀化合物。-O-SO₂-O-基團(tuán)可位于環(huán)狀硫酸酯化合物的環(huán)上。

在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，硫酸二氟硼酸鋰可以優(yōu)先于非水有機(jī)溶劑在負(fù)極界面發(fā)生還原分解，生成熱穩(wěn)定性更好、離子電導(dǎo)率更高的SEI膜，但是硫酸二氟硼酸鋰還原生成的SEI膜是無機(jī)成分較多的剛性膜，在負(fù)極活性材料膨脹過程中剛性膜容易發(fā)生破裂。環(huán)狀硫酸酯化合物可以在正極表面發(fā)生氧化分解，生成一層致密穩(wěn)定的保護(hù)膜，有效抑制非水電解液的進(jìn)一步氧化分解，改善鋰離子電池的存儲性能，同時(shí)環(huán)狀硫酸酯化合物會在負(fù)極表面發(fā)生電化學(xué)還原和開環(huán)聚合反應(yīng)，生成一層有機(jī)成分較多的致密彈性膜，不利于鋰離子的遷移。將環(huán)狀硫酸酯化合物和硫酸二氟硼酸鋰結(jié)合使用，可在負(fù)極表面生成一層復(fù)合膜，該復(fù)合膜層同時(shí)兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，不僅有利于鋰離子的遷移同時(shí)不易破裂，從而有效改善鋰離子電池的析鋰、倍率性能和低溫放電性能；再者，環(huán)狀硫酸酯化合物還可以有效保護(hù)正極界面，從而提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能和高溫存儲性能。