[發明專利]電解液及二次電池

在審

• 申請號: 201611219516.0
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN108242568A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 王小梅;付成華
• 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;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本發明提供一種電解液及二次電池。所述電解液包括電解質鹽、有機溶劑以及添加劑。所述有機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環狀硫酸酯和/或環狀磺酸酯。當所述電解質應用到二次電池中后能夠同時提高二次電池的倍率性能、高溫存儲性能、高溫循環性能以及過充安全性能。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種電解液及二次電池。

背景技術

在飛速發展的信息時代中，對手機、筆記本、相機等電子產品的需求逐年增加。二次電池尤其是鋰離子二次電池作為電子產品的工作電源，具有能量密度高、無記憶效應、工作電壓高等特點，正逐步取代傳統的Ni-Cd、MH-Ni電池。然而隨著電子產品市場需求的擴大及動力、儲能設備的發展，人們對鋰離子二次電池的要求不斷提高，開發具有高能量密度和滿足快速充放電的鋰離子二次電池成為當務之急。目前，有效的方法是提高電極活性材料的電壓、壓實密度和選擇合適的電解液。

目前，鋰離子二次電池廣泛應用的電解液包括以六氟磷酸鋰為導電鋰鹽和以環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的混合物有機溶劑，然而上述電解液仍存在諸多的不足，特別的是在高電壓下，鋰離子二次電池的性能較差，例如高溫循環性能差、高溫存儲性能差、安全性能差以及倍率性能差。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電解液及二次電池，當所述電解液應用到二次電池中后，能夠同時提高二次電池的倍率性能、高溫存儲性能、高溫循環性能以及過充安全性能。

為了達到上述目的，在本發明的一方面，本發明提供了一種電解液，其包括電解質鹽、有機溶劑以及添加劑。所述有機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環狀硫酸酯和/或環狀磺酸酯。

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

相對于現有技術，本發明的有益效果包括，但不限于：

本發明的電解液同時包括羧酸酯化合物、二腈化合物、芳香化合物過充添加劑以及環狀硫酸酯和/或環狀磺酸酯，當將其應用到二次電池中后，在上述物質的協同作用下，能夠同時提高二次電池的倍率性能、高溫存儲性能、高溫循環性能以及過充安全性能。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的電解液及二次電池。

首先說明根據本發明第一方面的電解液。

根據本發明第一方面的電解液包括電解質鹽、有機溶劑以及添加劑。所述有機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環狀硫酸酯和/或環狀磺酸酯。

在根據本發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，但當羧酸酯化合物應用于高電壓體系的二次電池時，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境下使用時，二次電池多次循環后的容量損失嚴重，且二次電池的高溫存儲性能劣化嚴重。二腈化合物可與二次電池的正極絡合，在減小高溫時界面副反應的同時也降低了二次電池的動力學性能，同時二腈化合物由于具有較強的吸電子特性，容易在負極得到電子發生還原反應，其還原得到的產物不穩定，可沉積到負極上，從而影響二次電池的高溫循環性能和倍率性能。環狀硫酸酯和/或環狀磺酸酯具有較高的還原電位，能優先在負極表面成膜，抑制羧酸酯化合物的還原，從而改善二次電池的高溫循環性能，但當其含量較高時由于增大了二次電池正負極的阻抗從而惡化倍率性能；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，但是其含量增多時會導致電解液的粘度增大從而惡化二次電池的動力學性能。當電解液中同時包括上述物質時，在上述物質的協同作用下，能夠同時提高二次電池的倍率性能、高溫存儲性能、高溫循環性能以及過充安全性能。