[發明專利]一種電解液以及包括該電解液的鋰二次電池

有效

• 申請號: 201711085909.1
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107910586B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 謝添;范偉貞;余樂;林乙龍;周邵云
• 申請（專利權）人: 廣州天賜高新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 廣州海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 黃為;蔡國

本發明公開了一種電解液以及包括該電解液的鋰二次電池。其中電解液包括電解質鋰鹽、有機溶劑、添加劑A和添加劑B。所述添加劑A為偶氮二甲酰二哌啶，所述添加劑B為碳酸酯類化合物、磺酸內酯類化合物和腈類化合物中的至少一種。本發明還公開了一種采用該電解液的鋰二次電池，采用本發明的電解液的鋰二次電池具有良好的存儲和循環性能。

技術領域

本發明屬于鋰二次電池材料領域，具體涉及一種電解液以及包括該電解液的鋰二次電池。

背景技術

近年來，鋰二次電池因其具有能量密度大、工作電壓高、循環壽命長、可快速充放電和綠色環保等優點得到了各行業領域的關注與發展。目前鋰離子二次電池在移動電話、筆記本電腦等便攜式3C電子設備、大功率動力電池以及儲能等方面有較好的應用前景。

鋰二次電池中電解液是在電池正、負極間起傳導作用的離子導體，在很大程度上影響電池的性能。由于目前電解液使用的最佳導電鋰鹽是六氟磷酸鋰，六氟磷酸鋰相對于其它鋰鹽具有較好的綜合性能，但極易受溫度和水分影響導致分解，產生的氫氟酸會破壞負極材料表面的固態電解質界面，引起溶劑分子的共嵌入，從而降低電池的循環性能。目前漸成主流的三元高鎳電池，因其鎳含量比例較高，其表面結構不穩定，在環境濕度大的情況下表面Ni-O鍵結構分解導致鋰析出形成氫氧化鋰和碳酸鋰等堿性物質。不僅對高鎳三元材料的實際生產中漿料的涂布造成影響，還會使電池循環性能下降。因此控制電解液以及電池正負極材料水分是電池性能的保證，但在實際運輸和使用過程中，還會再度引入各類來源的水分或酸，導致電解液的品質劣化。因此，通過開發添加劑消除電解液中殘余水分和氫氟酸以達到改善電池循環性能和安全性能顯得尤為重要。

中國專利CN201110277595.1公開了一種含哌啶離子液體及其制備方法，一種電解液及其應用。該方案含哌啶離子液體，通過在陽離子中引入C-O醚鍵，一方面使其熔點顯著降低，另一方面降低離子液體的粘度；該方案電解液，通過上述含哌啶離子液體的低熔點和低粘度特性，實現了電解液具有較高的離子電導性，同時，使得電解液的溶解度大大提升，實現了應用該電解液的電池或電容器的能量空間大大提高。但是該哌啶離子液體對于電解液的電池循環性能的貢獻卻是微乎其微的。

中國專利CN201410738606.5公開了一種電解液，其含有哌啶類離子液體、氟代芳香化合物、電解質鹽、非水有機溶劑和成膜添加劑。所述哌啶類離子液體不僅具有蒸汽壓低、電化學窗口寬、阻燃等優點，還能維持良好的電化學性能。所述氟代芳香化合物有助于降低離子液體粘度，與哌啶類離子液體配合使用，不僅可以提高鋰二次電池的循環穩定性，還可以提高電池防過充性能及高壓性能。根據其說明書第44段記載：從表中可以看出電解液中添加適當的哌啶類離子液體對電池的常溫循環性能提升效果不大。

發明內容

為了解決以上現有技術的缺點和不足之處，本發明的目的提供一種鋰二次電池電解液，該電解液能夠有效提高電池的存儲和循環性能。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種用于鋰二次電池的電解液，包括電解質鋰鹽、有機溶劑、添加劑A和添加劑B；其中添加劑A為偶氮二甲酰二哌啶，所述的添加劑B為碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙烷磺酸內酯、己二腈、丁二腈中的至少一種。

上述的鋰二次電池電解液，所述的電解液中含有占電解液總質量的0.01％～5.00％的添加劑A。

上述的鋰二次電池電解液中，所述的電有機溶劑占電解液總質量的67.00％～89.90％。優選的，所述的有機溶劑占電解液總質量的73.50％～85.90％。

上述的鋰二次電池電解液中，所述的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、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯或丙酸乙酯中的至少一種。

上述的鋰二次電池電解液中，所述的電解質鋰鹽占電解液總質量的10.00％～18.00％，所述的電解質鋰鹽為六氟磷酸鋰和雙氟磺酰亞胺鋰中的至少一種。