[發明專利]鋰離子電池非水電解液和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710297522.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN108808086B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 石橋;林木崇;胡時光;艾關杰
• 申請（專利權）人: 深圳新宙邦科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 黃志云

為了解決現有鋰離子電池電解液在高壓狀態下循環性能和高溫存儲性能不足的問題，本發明提供了一種鋰離子電池非水電解液。所述鋰離子電池非水電解液，包括含氰基的化合物A和式Ⅰ所示的化合物B，本發明提供的鋰離子電池非水電解液，同時含有含氰基的化合物A和化合物B，使得含有該非水電解液的鋰離子電池在高壓狀態下同時具有較好的循環性能、高溫存儲性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，尤其涉及一種鋰離子電池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、充電效率高、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。隨著智能手機、平板電腦等電子數碼產品的快速發展，其對電池的能量密度要求越來越高，使得目前的商用鋰離子電池難以滿足使用要求。采用高電壓正極材料是提升鋰離子電池能量密度的最有效途徑。

提高鋰離子電池的工作電壓往往會帶來性能的劣化。因為在高電壓下，一方面電池正極的晶體結構存在一定的不穩定性，在充放電的過程中，會發生結構的塌陷從而導致性能的惡化；另一方面，在高電壓下，正極表面處于高氧化態下，活性較高，容易催化電解液氧化分解，電解液的分解產物容易在正極表面發生沉積，堵塞鋰離子的脫嵌通道，從而惡化電池性能。

電解液是影響電池綜合性能的關鍵因素，特別地，電解液中的添加劑對電池的各項性能的發揮尤其重要。因此，要充分發揮鋰離子電池，如鈷酸鋰材料鋰離子電池的性能，電解液的匹配是關鍵。目前實用化的鋰離子電池通過在非水電解液中添加傳統的成膜添加劑如碳酸亞乙烯酯(縮寫VC)或氟代碳酸乙烯酯(縮寫FEC)，來保障電池優異的循環性能。但VC的高電壓穩定性較差，FEC高溫下容易分解產氣。因此，在高電壓高溫條件下，這些添加劑很難滿足鋰離子電池在高電壓下和高溫下的循環的性能要求。

有專利公開了一種鋰離子電池電解液，該電解液包含含氰基的化合物添加劑，含氰基的添加劑可以改善4.2V～4.5V高電壓鋰離子電池的存儲性能。經研究發現，含氰基的添加劑物對高氧化態Co離子具有明顯的絡合作用，從而抑制電解液在高電壓下的持續分解和正極Co離子溶出，但是，含氰基的添加劑對石墨負極會造成一定的劣化作用，單獨使用含氰基的添加劑存在循環性能不足的問題。而在含氰基的添加劑基礎上組合傳統的負極成膜添加劑碳酸亞乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯，對性能的改善也不明顯，仍然存在循環性能和高溫存儲性能不足的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種同時具有較好的循環性能和高溫存儲性能的鋰離子電池非水電解液，旨在解決現有鋰離子電池電解液在高壓狀態下循環性能和高溫存儲性能不足的問題。

本發明的另一目的在于提供一種鋰離子電池。

本發明是這樣實現的，一種鋰離子電池非水電解液，包括含氰基的化合物A和式Ⅰ所示的化合物B，

式Ⅰ：

所述式Ⅰ中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自獨立地選自氫原子、鹵素原子、C1-C5基團中的一種。

優選的，所述含氰基的化合物A包括如下式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式Ⅴ所示的化合物中的至少一種，

式Ⅱ：NC-R₇-CN；

式Ⅲ：

式Ⅳ：R₁₁-O-R₁₂-CN；

式Ⅴ：

所述式Ⅱ中，R₇為C1-C8的亞烷基、氰基取代的C1-C8的亞烷基、C2-C8的亞烯基、氰基取代的C2-C8的亞烯基；