[發(fā)明專利]電解液及二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611218759.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108242556B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小梅;付成華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0525
• 分類號(hào): H01M10/0525;H01M10/056;H01M10/0567
• 代理公司: 11387 北京五洲洋和知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張向琨

本發(fā)明提供一種電解液及二次電池。所述電解質(zhì)包括電解質(zhì)鹽、有機(jī)溶劑以及添加劑。所述有機(jī)溶劑包括羧酸酯化合物。所述添加劑包括二腈化合物、芳香化合物過充添加劑以及氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亞乙烯酯。當(dāng)所述電解液應(yīng)用到二次電池中后，能夠提高二次電池的倍率性能、常溫循環(huán)性能、高溫存儲(chǔ)性能以及過充安全性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電解液及二次電池。

背景技術(shù)

在飛速發(fā)展的信息時(shí)代中，對(duì)手機(jī)、筆記本、相機(jī)等電子產(chǎn)品的需求逐年增加。二次電池尤其是鋰離子二次電池作為電子產(chǎn)品的工作電源，具有能量密度高、無記憶效應(yīng)、工作電壓高等特點(diǎn)，正逐步取代傳統(tǒng)的Ni-Cd、MH-Ni電池。然而隨著電子產(chǎn)品市場需求的擴(kuò)大及動(dòng)力、儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展，人們對(duì)二次電池的要求不斷提高，開發(fā)具有高能量密度且滿足快速充放電的二次電池成為當(dāng)務(wù)之急。目前，有效的方法是提高電極活性材料的電壓、壓實(shí)密度以及選擇合適的電解液。

目前，在鋰離子二次電池中廣泛應(yīng)用的電解液包括以六氟磷酸鋰為電解質(zhì)鹽和以環(huán)狀碳酸酯以及鏈狀碳酸酯的混合物為有機(jī)溶劑的電解液，然而上述電解液存在諸多不足，特別的是在高電壓下，二次電池的循環(huán)性能、高溫存儲(chǔ)性能、安全性能以及倍率性能較差。

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電解液及二次電池，當(dāng)所述電解液應(yīng)用到二次電池后，能夠提高二次電池的倍率性能、常溫循環(huán)性能、高溫存儲(chǔ)性能以及過充安全性能。

為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種電解液，其包括：電解質(zhì)、有機(jī)溶劑以及添加劑。所述有機(jī)溶劑包括羧酸酯化合物。所述添加劑包括二腈化合物、芳香化合物過充添加劑以及氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亞乙烯酯。

在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種二次電池，其包括根據(jù)本發(fā)明一方面所述的電解液。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果包括，但不限于：

當(dāng)本發(fā)明的電解液應(yīng)用到二次電池中后，能夠提高二次電池的倍率性能、常溫循環(huán)性能、高溫存儲(chǔ)性能以及過充安全性能。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的電解液及二次電池。

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電解質(zhì)鹽、有機(jī)溶劑以及添加劑。所述有機(jī)溶劑包括羧酸酯化合物。所述添加劑包括二腈化合物、芳香化合物過充添加劑以及氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亞乙烯酯。

在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電解液中，所述羧酸酯化合物用于改善二次電池的倍率性能，但當(dāng)羧酸酯化合物應(yīng)用于高電壓體系的二次電池時(shí)，容易被氧化分解，另外使用羧酸酯化合物的二次電池在高溫環(huán)境下使用時(shí)，二次電池多次循環(huán)后的容量損失嚴(yán)重，且二次電池的高溫存儲(chǔ)性能劣化嚴(yán)重。二腈化合物可與二次電池的正極絡(luò)合，在減小高溫時(shí)界面副反應(yīng)的同時(shí)也降低了二次電池的動(dòng)力學(xué)性能，同時(shí)二腈化合物由于具有較強(qiáng)的吸電子特性，容易在負(fù)極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，其還原得到的產(chǎn)物不穩(wěn)定，可沉積到負(fù)極上，從而影響二次電池的常溫循環(huán)性能和倍率性能。氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亞乙烯酯能優(yōu)先在負(fù)極表面成膜，抑制羧酸酯化合物的還原和二腈化合物的副反應(yīng)，從而改善二次電池的常溫循環(huán)性能，但氟代碳酸乙烯酯在高電壓的正極表面會(huì)產(chǎn)生HF，碳酸亞乙烯酯在正極表面會(huì)發(fā)生氧化，兩者均會(huì)增加二次電池的產(chǎn)氣量，惡化二次電池的高溫存儲(chǔ)性能。芳香化合物過充添加劑可以改善二次電池的過充安全性能，但是其含量增多時(shí)會(huì)導(dǎo)致電解液的粘度增大從而惡化二次電池的動(dòng)力學(xué)性能。當(dāng)所述電解液同時(shí)加入羧酸酯化合物、二腈化合物、芳香化合物過充添加劑以及氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亞乙烯酯時(shí)，在上述物質(zhì)的協(xié)同作用下，能夠同時(shí)提高二次電池的倍率性能、高溫存儲(chǔ)性能、常溫循環(huán)性能以及過充安全性能。