[發(fā)明專利]鋰離子電池及其非水電解液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710728349.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN109428119B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史松君;湛英杰;王耀輝;謝嵐;王珂
• 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): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池及其非水電解液，非水電解液包括有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑，添加劑包括如式(I)所示的二磺酸鋰類化合物，式(I)中，R₁和R₂獨(dú)立選自碳原子數(shù)為1?20的烷基、碳原子數(shù)為2?20的烯基、碳原子數(shù)為6?26的芳基，以及被鹵原子或磺酰基取代的碳原子數(shù)為1?20的烷基、碳原子數(shù)為2?20的烯基、碳原子數(shù)為6?26的芳基，其中，鹵原子為F、Cl、Br。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明鋰離子電池及其非水電解液中的添加劑可有效改善正負(fù)極膜的成分，降低正極表面的反應(yīng)活性，抑制電池存儲(chǔ)時(shí)的產(chǎn)氣現(xiàn)象，從而改善鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能和循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種鋰離子電池及其非水電解液。

背景技術(shù)

近年來，便攜式電池產(chǎn)品，例如照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、移動(dòng)電話、筆記本電腦等在人們的日常生活中得到廣泛的應(yīng)用。減少尺寸，減輕重量，延長(zhǎng)使用壽命是電池產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與要求。

鋰離子電池在滿荷電狀態(tài)下，強(qiáng)氧化性正極和強(qiáng)還原性的負(fù)極自身存在著一系列潛在的放熱副反應(yīng)。特別是滿充電池在高溫狀態(tài)下使用或存儲(chǔ)時(shí)，正負(fù)極與非水電解液發(fā)生反應(yīng)的活性進(jìn)一步增強(qiáng)，反應(yīng)放熱量大幅度增加，產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致脹氣，電池厚度增大引起電池變形，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電池發(fā)生內(nèi)部短路。

鋰離子電池負(fù)極的SEI膜在高溫環(huán)境下易發(fā)生分解，導(dǎo)致SEI膜不斷修補(bǔ)和生長(zhǎng)，造成電池容量損失，性能迅速衰減，嚴(yán)重影響電池的存儲(chǔ)壽命。

有鑒于此，確有必要提供一種可改善高溫存儲(chǔ)性能和循環(huán)性能的鋰離子電池及其非水電解液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可改善高溫存儲(chǔ)性能和循環(huán)性能的鋰離子電池及其非水電解液。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種非水電解液，包括有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，所述添加劑包括如式(I)所示的二磺酸鋰類化合物，

式(I)中，R₁和R₂各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為1-20的烷基、碳原子數(shù)為2-20的烯基、碳原子數(shù)為6-26的芳基，以及被鹵原子或磺酰基取代的碳原子數(shù)為1-20的烷基、碳原子數(shù)為2-20的烯基、碳原子數(shù)為6-26的芳基，其中，鹵原子為F、Cl、Br。

發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電解液中添加劑包括式(I)所示化合物時(shí)，可有效改善正負(fù)極膜的成分，抑制電解液在正極表面的氧化分解，降低電池高溫存儲(chǔ)時(shí)的產(chǎn)氣，從而改善電池的高溫存儲(chǔ)性能和循環(huán)性能。

上述式(I)中，碳原子數(shù)為1-20的烷基，可為鏈狀烷基，鏈狀烷基又包括支鏈烷基和直鏈烷基，也可為環(huán)狀烷基，位于環(huán)烷基環(huán)上的氫可被其他烷基取代。優(yōu)選地，碳原子數(shù)的下限值為1、2、3、4或5，上限值為3、4、5、6、8、10、12、14、16或18。進(jìn)一步優(yōu)選為，碳原子數(shù)可為1-10的烷基，或碳原子數(shù)為1-6的鏈狀烷基，或碳原子數(shù)為3-8的環(huán)烷基。更進(jìn)一步優(yōu)選為，碳原子數(shù)為1-4的鏈狀烷基，碳原子數(shù)為5-8的環(huán)烷基。

作為烷基的實(shí)例，具體可以舉出:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。

上述式(I)中，碳原子數(shù)為2-20的烯基，烯基的種類和數(shù)目并不受到具體的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，例如鏈狀烯基和環(huán)烯基均可，其中鏈狀烯基又包括直鏈烯基和支鏈烯基，環(huán)烯基的環(huán)上可以含有例如烷基的取代基，也可以不含有取代基。優(yōu)選地，碳原子數(shù)為2-20的烯基中雙鍵的個(gè)數(shù)優(yōu)選為1個(gè)。特別地，烯基中碳原子數(shù)的下限值為2、3、4或5，碳原子數(shù)的上限值為3、4、5、6、8、10、12、14、16或18。進(jìn)一步地，可選擇碳原子數(shù)為2-10的烯基，或碳原子數(shù)為2-6的烯基，或碳原子數(shù)為2-5的烯基。