[發(fā)明專利]電解液及鋰離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610523673.4
• 申請日: 2016-07-06
• 公開（公告）號: CN107591562A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 史松君;湛英杰;王耀輝;謝嵐;王珂;林永壽
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 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(chǎn)權代理事務所(普通合伙)11387
• 代理人: 張向琨

技術領域

本發(fā)明涉及電池技術領域，尤其涉及一種電解液及鋰離子電池。

背景技術

近年來，便攜式電子產(chǎn)品，例如照相機、數(shù)碼攝像機、移動電話、筆記本電腦等在人們的日常生活中得到廣泛的應用。在減小電子產(chǎn)品的尺寸和減輕電子產(chǎn)品的重量的同時，延長電子產(chǎn)品的使用壽命是電子產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展趨勢與要求。因此，開發(fā)與便攜式電子產(chǎn)品相配套的電源產(chǎn)品，尤其是開發(fā)能夠提供高能量密度的輕量化二次電池成為行業(yè)發(fā)展的迫切要求。

鋰離子電池在首次充電過程中，會在負極表面形成一層SEI(固體電解質(zhì)界面)膜。若形成的SEI膜太厚，膜阻抗較高，則鋰離子無法遷移通過，就會發(fā)生析鋰；循環(huán)過程中，若形成的SEI膜不夠致密穩(wěn)定，則SEI膜會逐漸溶解或破裂，導致暴露的負極活性材料繼續(xù)與電解液發(fā)生反應，消耗電解液的同時，使得鋰離子電池容量降低。由此可知，SEI膜的質(zhì)量對鋰離子電池的性能至關重要。由于電解液中不同的添加劑會導致形成的SEI膜質(zhì)量不一樣，膜阻抗也不同。因此，通過調(diào)控添加劑來改善SEI膜的質(zhì)量對實現(xiàn)高性能鋰離子電池顯得十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電解液及鋰離子電池，所述電解液能夠同時提高鋰離子電池的倍率性能以及循環(huán)性能。

為了達到上述目的，在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種電解液，其包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑。所述添加劑包括磺酸酯季銨鹽和硅氧磷酯化合物。

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)明一方面所述的電解液。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明的電解液由于同時包括磺酸酯季銨鹽和硅氧磷酯化合物，因此能夠同時提高鋰離子電池的倍率性能和循環(huán)性能。

附圖說明

圖1為化合物1的核磁共振圖譜；

圖2為化合物6的核磁共振圖譜。

具體實施方式

下面詳細說明根據(jù)本發(fā)明的電解液及鋰離子電池。

首先說明根據(jù)本發(fā)明第一方面的電解液。

根據(jù)本發(fā)明第一方面的電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑。所述添加劑包括磺酸酯季銨鹽和硅氧磷酯化合物。

在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電解液中，當所述電解液同時包括磺酸酯季銨鹽和硅氧磷酯化合物時，在二者的協(xié)同作用下，在鋰離子電池的正、負極片表面均形成能夠阻止電解液分解的SEI膜，尤其是在負極片表面能夠形成阻抗小且致密的SEI膜。因此在二者的協(xié)同作用下，大大提高了鋰離子電池的循環(huán)性能，與此同時，鋰離子電池的倍率性能也得到了明顯的提高。

在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電解液中，所述磺酸酯季銨鹽選自式1所示的化合物中的一種或幾種。其中，所述磺酸酯季銨鹽包括陰離子基團(對應為)以及陽離子基團(除去之外的部分)。

在式1中，R₁₁選自取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為2～12的烯基、取代或未取代的碳原子數(shù)為2～12的炔基、 取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的酰氧基中的一種；R₁₂選自取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的亞烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為2～12的亞烯基、取代或未取代的碳原子數(shù)為2～12的亞炔基中的一種；R₁₃選自取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1～12的酰氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)為6～26的芳基、取代或未取代的碳原子數(shù)為5～26的芳雜基中的一種；R₁₄選自取代或未取代的碳原子數(shù)為1～3的亞烷基；取代基選自F、Cl、Br、I中的一種或幾種。其中，“取代”表示被F、Cl、Br、I中的一種或幾種部分取代或全部取代。

在式1中，表示陰離子，選自F^-、NO₃^-、SO₄^2-、PF₆^-、PF₄^-、AsF₆^-、(FSO₂)₂N^-、中的一種。