[發明專利]鋰離子電池非水電解液及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710640464.2
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN109326823B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 鄭仲天;鐘玲;胡時光;石橋;陳長春;鄧朝暉
• 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: 李婷

為解決現有鋰離子電池電解液存在的電池高溫儲存產氣、高溫循環性能不足等問題，本發明提供一種鋰離子電池非水電解液。所述鋰離子電池非水電解液含有結構式如式I所示的化合物：其中，所述式I中，R₁、R₂、R₃、R₄各自獨立選自氫原子、氟原子、氰基、碳原子數為1?5的烴基或鹵代烴基、碳原子數為1?5的含氧烴基、碳原子數為1?5的含硅烴基，X為?O?R₅?CN基團，R₅為碳原子數1?5的烴基或鹵代烴基，m、n、z、y為0或1的整數，且m+n+y+z≠0。所述非水電解液用于鋰離子電池時，能夠抑制電解液在電極表面分解，改善電池的高溫儲存性能，且產氣少，電池的膨脹率小，從而有效改善鋰離子電池的高溫循環性能、高溫存儲性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池電解液技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池非水電解液及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因其工作電壓高、安全性高、長壽命、無記憶效應等特點，在便攜式電子產品領域中取得了長足的發展。尤其是伴隨著新能源汽車的發展，鋰離子電池在新能源汽車用動力電源系統表現巨大的應用前景。

在非水電解液鋰離子電池中，非水電解液是影響電池高低溫性能的關鍵因素。特別地，非水電解液中的添加劑對電池高低溫性能的發揮尤其重要。而在鋰離子電池初始充電過程中，電池正極材料中的鋰離子脫嵌出來，通過電解液嵌入碳負極中。由于其高反應性，電解液在碳負極表面反應產生Li₂CO₃、LiO、LiOH等化合物，從而在負極表面形成鈍化膜，該鈍化膜稱為固體電解液界面膜(SEI)。在初始充電過程中形成的SEI膜，不僅阻止電解液進一步在碳負極表面分解，而且起到鋰離子隧道作用，只允許鋰離子通過。因此，SEI膜決定了鋰離子電池性能的好壞。

為了提高鋰離子電池的各項性能，許多科研者通過往電解液中添加不同的負極成膜添加劑(如碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯)來改善SEI膜的質量，從而改善電池的各項性能。

如日本特開2000-123867號的專利中提出通過在電解液中添加碳酸亞乙烯酯來提高電池特性。碳酸亞乙烯酯能夠優先于溶劑分子在負極表面發生還原分解反應，能在負極表面形成鈍化膜，阻止電解液在電極表面進一步分解，從而提高電池的循環性能。但添加碳酸亞乙烯酯后，電池在高溫儲存中過程中容易產生氣體，導致電池發生鼓脹。

此外，碳酸亞乙烯酯形成的鈍化膜阻抗較大，尤其在低溫條件下，容易發生低溫充電析鋰，影響電池安全性。氟代碳酸乙烯酯也能在負極表面形成鈍化膜，改善電池的循環性能，且形成的鈍化膜阻抗比較低，能夠改善電池的低溫放電性能。但氟代碳酸乙烯酯在高溫儲存產生更多的氣體，明顯降低電池高溫儲存性能。

因此，有必要對目前非水電解液做更深入的研究，開發出有利于提高鋰離子電池性能的新的非水電解液。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池非水電解液，旨在解決現有鋰離子電池非水電解液存在的電池高溫儲存產氣、高溫循環性能不足等問題。

為了達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種鋰離子電池非水電解液，含有結構式如式I所示的化合物：

其中，所述式I中，R₁、R₂、R₃、R₄各自獨立選自氫原子、氟原子、氰基、碳原子數為1-5的烴基或鹵代烴基、碳原子數為1-5的含氧烴基、碳原子數為1-5的含硅烴基，X為-O-R₅-CN基團，R₅為碳原子數1-5的烴基或鹵代烴基，m、n、z、y為0或1的整數，且m+n+y+z≠0。