[發明專利]一種用于鋰離子電池的非水電解液和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201611054855.8
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106953118B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 石橋;胡時光;林雄貴;贠嬌嬌;俱龍龍
• 申請（專利權）人: 惠州市宙邦化工有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 44281 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

本申請公開了一種用于鋰離子電池的非水電解液和鋰離子電池。本申請的非水電解液，包括結構式一的第一化合物的至少一種和結構式二的第二化合物的至少一種；結構式一中，R₁、R₂獨立選自碳原子數為1?5的烴基或氟代烴基，R₁和R₂中至少一個為氟代烴基，氟代烴基中至少有兩個氫被氟取代，結構式二中R₃、R₄、R₅獨立選自碳原子數為1?5的飽和烴基、不飽和烴基或鹵代烴基，R₃、R₄、R₅中至少有一個為不飽和烴基。本申請的非水電解液，通過第一化合物和第二化合物協同作用，既改善了高電壓鋰離子電池高溫循環性能，又避免了負極表面分解產氣。且第一化合物部分參與負極成膜反應，改善負極界面情況，保障電池低溫放電性能和倍率性能。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池電解液領域，特別是涉及一種用于鋰離子電池的非水電解液和鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因其具有質量輕、體積小、工作電壓高、能量密度高、輸出功率大、無記憶效應和循環壽命長等優點，不僅在手機、筆記本電腦等數碼產品領域得到了廣泛的應用，而且也被認為是電動車、大型儲能裝置的最佳選擇之一。目前智能手機、平板電腦等電子數碼產品對電池的能量密度要求越來越高，使得商用鋰離子電池難以滿足要求。提高鋰離子電池的充電電壓是提高電池能量密度的最有效途徑之一。

目前鋰離子電池電解液采用碳酸酯作為溶劑，當鋰離子電池的充電電壓大于4.2V，碳酸酯溶劑會在正極材料表面被氧化分解，產生氣體和其它分解產物。一方面，產生的氣體會導致電池鼓脹，給電池帶來安全隱患，另一方面，其分解產物會明顯增加電池的阻抗，從而降低電池的各個性能。因此，對于高電壓鋰離子電池，有必要開發比碳酸酯氧化電位更高的溶劑。中國專利申請CN104704657A中公開了一種含氟取代的羧酸酯及磷酸酯的電解液，能夠改善高電壓鋰離子電池的高溫循環性能。但本申請人發現，氟代羧酸酯與碳負極材料的兼容性能不好，在電池充電過程中，會在負極表面被還原分解產生大量的氣體，這個電池帶來極大的安全隱患，同時明顯惡化電池的性能。磷酸酯雖然在一定程度可以抑制氟代羧酸酯的分解，但高溫循環及高溫儲存性能有待進一步提高。

發明內容

本申請的目的是提供一種新的鋰離子電池非水電解液和采用該電解液的鋰離子電池。

為了實現上述目的，本申請采用了以下技術方案：

本申請的一方面公開了一種用于鋰離子電池的非水電解液，包括選自結構式一所示的第一化合物中的至少一種和選自結構式二所示的第二化合物中的至少一種；

結構式一R₁COOR₂，

結構式一中，R₁、R₂分別獨立的選自碳原子數為1-5的烴基或氟代烴基，且R₁和R₂中至少一個為氟代烴基；氟代烴基中至少有兩個氫被氟取代；

結構式二

結構式二中，R₃、R₄、R₅分別獨立的選自碳原子數為1-5的飽和烴基、不飽和烴基或鹵代烴基，且R₃、R₄、R₅中至少有一個為不飽和烴基。