[發明專利]添加劑、非水電解液與鋰離子電池

在審

• 申請號: 201710261414.3
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106997959A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 鐘國彬;王超;黃建;蘇偉;曾杰;項宏發
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;合肥工業大學
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及非水電解液和鋰離子電池。本發明提供了一種添加劑，所述添加劑為含噻吩基的磷酸酯類化合物，所述含噻吩基的磷酸酯類化合物具有式I所示結構；本發明還公開了一種非水電解液和一種鋰電池；本發明的添加劑和非水電解液能解決了鋰離子電池在高溫、過充電、針刺穿透以及擠壓等情況下，鋰離子電池容易起火、爆炸等技術缺陷。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及非水電解液與鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因高能量密度、高電壓、長壽命、無記憶效應、無污染等特點被廣泛應用于移動手機、數碼相機、個人電腦等便攜式電子產品市場。然而近年來鋰離子電池爆炸傷人事件屢見不鮮，引起了人們對鋰離子電池安全問題的廣泛關注。

目前商業化的鋰離子電池大部分采用有機溶劑作為電解質，其具有較高的蒸汽壓和較低的閃點，在一些濫用狀態下，如高溫、過充電、針刺穿透以及擠壓等情況下，容易引起起火、爆炸等安全問題。

有機電解液所造成的安全問題可以從兩個方面考慮：(1)電解液的閃點相對較低，本身極具可燃性；(2)電極/有機電解液相互作用的熱穩定性，這是制約鋰離子電池安全性的重要因素。

因此，從現在的研究進展來看，鋰離子電池雖然具有高能量密度、高電壓、長壽命、無記憶效應、無污染良好的阻燃性和高安全性的優點，但存在的最主要問題是，鋰離子電池在濫用狀態下，如高溫、過充電、針刺穿透以及擠壓等情況下，鋰離子電池容易起火、爆炸等安全問題，目前還沒有一種能使鋰離子電池在高溫、過充電、針刺穿透以及擠壓狀態下穩定的添加劑和非水電解液。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了添加劑和非水電解液，目的是克服鋰離子電池在濫用狀態下，如高溫、過充電、針刺穿透以及擠壓等情況下，鋰離子電池容易起火、爆炸等技術缺陷。

本發明公開了一種添加劑，所述添加劑為含噻吩基的磷酸酯類化合物，所述含噻吩基的磷酸酯類化合物具有式I所示結構；

其中R、R₁、R₂為通式為C₄H₃(C₂H₄)_mOS^-的噻吩烷氧基；或通式為C_nH_2n+1的烷基；或通式為C_nH_2n+1O^-的烷氧基中的一種或多種，且R、R₁、R₂中至少一種為通式為C₄H₃(C₂H₄)_mOS^-的噻吩烷氧基；其中所述m為0-4的整數，所述n為1-4的整數。

本發明還公開了一種電解液，所述電解液包括鋰鹽、有機溶劑和所述的添加劑。

作為優選，所述添加劑的質量百分含量為0.01％-20％，

作為優選，所述添加劑的質量百分含量為0.1％-10％。

作為優選，所述有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁內酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和丙酸丁酯中一種或多種。