[發明專利]鋰離子電池及其電解液

有效

• 申請號: 201710728366.4
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN109428112B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 史松君;湛英杰;王耀輝;謝嵐;王珂
• 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: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0567;H01M10/42
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才

本發明公開了一種鋰離子電池及其電解液，電解液包括非水有機溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，非水有機溶劑含有甲酯類化合物A，添加劑包括添加劑B硅氧硫酯類化合物和添加劑C，添加劑C選自含醚鍵二磺酸鋰類化合物、含醚鍵二硫酸鋰類化合物中的至少一種，硅氧硫酯類化合物選自式(I)所示化合物中的至少一種，相對于現有技術，本發明鋰離子電池及其電解液中的甲酯類化合物A、添加劑B和添加劑C三種物質協同作用，可改善鋰離子電池的耐過充性能和循環性能，提高電池的安全性能。

技術領域

本發明屬于電池領域，更具體地說，本發明涉及一種鋰離子電池及其電解液。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、功率密度大、循環性能好、無記憶效應、綠色環保等特點，因此，在移動通信設備如移動電話、移動攝像機、筆記本電腦、手機等各種電子產品中得到廣泛應用，同時也成為未來電動汽車供能系統的強有力候選者。

目前，鋰電池電解液的安全性成為大型鋰離子電池無法商業化的最大阻礙之一。爆炸，起火等危險都是因為鋰離子電池的過充而引起的，為了解決這些安全問題，傳統的方法是在電池的安全帽內安裝氣體壓力檢測裝置、防爆安全閥或通過外加專用的過充保護電路來防止電池的過充。傳統的方法不僅增加了電池成本及復雜性，而且安全效果不理想。

現有技術中，已有通過添加劑來解決電池內部過充保護的問題，但是現有添加劑基本局限于聯苯、環己基苯等及其衍生物，這些添加劑能夠對電池安全起到一定作用，但會影響到電池的正常電化學性能，特別是充放電性能及循環性能，同時其在充放電的過程中會產生大量的氣體，導致電池性能下降。

有鑒于此，確有必要提供一種可改善電池過充性能和循環性能的鋰離子電池及其電解液。

發明內容

本發明的發明目的在于：克服現有技術的不足，提供一種可改善電池過充性能和循環性能的鋰離子電池及其電解液。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種電解液，包括非水有機溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，所述非水有機溶劑含有甲酯類化合物A，所述添加劑包括添加劑B硅氧硫酯類化合物和添加劑C，所述添加劑C選自含醚鍵二磺酸鋰類化合物、含醚鍵二硫酸鋰類化合物中的至少一種，所述硅氧硫酯類化合物選自式(I)所示化合物中的至少一種，

式(I)中的R₁-R₆各獨立地選自碳原子數為1-20的烷基、碳原子數為2-20 的烯基、碳原子數為6-26的芳基、碳原子數為1-20的烷氧基、碳原子數為6-26 的芳氧基、碳原子數為1-20的鹵代烷基、碳原子數為2-20的鹵代烯基、碳原子數為6-26的鹵代芳基、碳原子數為1-20的鹵代烷氧基、碳原子數為6-26的鹵代芳氧基。其中，鹵原子為F、Cl、Br，優選為F和Cl。優選為鹵原子和碳原子數為1-3的烷基。

研究表明，甲酯類化合物作為溶劑能很好的鈍化鋰金屬，有效地防止過充時析出的鋰與溶劑之間的反應，從而改善電池的過充性能。但是，其形成的鈍化膜不耐高溫，在高溫下容易被破壞，添加劑C是很好的負極成膜添加劑，而添加劑B能提高正極和負極膜的高溫性能，三者協同作用可同時改善電池的過充性能及循環性能。

上述式(I)中，碳原子數為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，也可為環狀烷基，位于環烷基環上的氫可被其他烷基取代。優選地，碳原子數的下限值為1、2、3、4或5，上限值為3、4、5、6、8、 10、12、14、16或18。進一步優選為，碳原子數為1-10的烷基，或碳原子數為 1-6的鏈狀烷基，或碳原子數為3-8的環烷基。更進一步地優選為，碳原子數為1-4的鏈狀烷基，碳原子數為5-8的環烷基。

作為烷基的實例，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、環戊基、環己基等。