[發(fā)明專利]一種電解液及含有該電解液的二次電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711228723.7
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109841902A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉亞成;陳培培;付成華;韓昌隆
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京匯思誠業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

本申請涉及儲能材料領(lǐng)域，具體講，涉及電解液及含有該電解液的二次電池。本申請的電解液包括電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和添加劑；添加劑中含有二氧雜環(huán)化合物和環(huán)狀硫酸酯化合物，二氧雜環(huán)化合物選自如式I所示的1,3?二氧雜環(huán)化合物和式II所示的1,4?二氧雜環(huán)化合物中的至少一種。本申請的電解液中同時加入環(huán)狀硫酸酯類化合物和二氧雜環(huán)化合物，能夠在正負(fù)極表面形成鈍化膜，提高正極材料在高電壓下的穩(wěn)定性，抑制電解液在正極表面分解，改善高電壓電池的存儲性能；同時該添加劑組合在正負(fù)極表面形成鈍化膜的阻抗較低，能夠同時改善電池的倍率性能與循環(huán)壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及儲能材料領(lǐng)域，具體講，涉及電解液及含有該電解液的二次電池。

背景技術(shù)

在二次電池中，鋰離子電池相對于鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池來說，其能量密度高、工作電壓高、自放電率低、循環(huán)壽命長、無污染等獨(dú)特的優(yōu)勢使其在市場上抑制占據(jù)主流地位。

這些年來非水溶劑鋰離子二次電池，也面臨著相當(dāng)嚴(yán)峻的考驗。當(dāng)為了滿足產(chǎn)品要求而提高電池的能量密度時(如提高電池電壓)，相當(dāng)于提高了電池安全的不確定性。例如當(dāng)電池在高溫使用的時候，這時電解液的活性提高在陰陽極上將發(fā)生劇烈的氧化還原反應(yīng)，伴隨著大量的副反應(yīng)的發(fā)生，產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致電池膨脹。這不僅導(dǎo)致電池?fù)p壞，同時也會導(dǎo)致使用電池的設(shè)備的損壞，嚴(yán)重的時候由于電池膨脹變形導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生短路或是電池包裝脹破導(dǎo)致可燃性的電解液泄露，有引起火災(zāi)等安全事故的風(fēng)險。因此需要有效的技術(shù)解決電解液的分解、電池脹氣的問題。

在實際使用中，為解決電解液的分解及電池脹氣，常添加一些能夠在正負(fù)極表面形成有效隔絕電解液與正負(fù)極反應(yīng)的保護(hù)膜的添加劑，但這些添加劑反應(yīng)生成的鈍化膜阻抗過大，阻礙了鋰離子的正常脫嵌過程，因此會對鋰離子電池的容量發(fā)揮產(chǎn)生不利的影響，而且還會嚴(yán)重影響鋰離子電池的放電倍率性能。

鑒于此，特提出本申請。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于背景技術(shù)中存在的問題，本申請的目的在于提供一種電解液及二次電池，所述二次電池在高電壓下同時具有良好的高溫存儲性能、循環(huán)壽命及放電倍率特性。

為了達(dá)到上述目的，在本申請的一方面提供一種電解液，所述電解液包括電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和添加劑；所述添加劑中含有二氧雜環(huán)化合物和環(huán)狀硫酸酯化合物，所述二氧雜環(huán)化合物選自如式I所示的1,3-二氧雜環(huán)化合物和式II所示的1,4-二氧雜環(huán)化合物中的至少一種；

其中，R₁₁、R₂₁各自獨(dú)立的選自取代或未取代的C₂～C₆亞烷基、取代或未取代的C₂～C₆亞烯基，R₁₂、R₁₃、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₂₅各自獨(dú)立的選自氫原子、鹵原子、氰基、羧基、磺酸基、取代或未取代的C₁～C₁₀烷基、取代或未取代的C₂～C₁₀烯基、取代或未取代的C₂～C₁₀炔基；

取代基選自鹵素、氰基、羧基、磺酸基。

在本申請的另一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N二次電池，其包括本申請一方面的電解液。

本申請的技術(shù)方案所能達(dá)到的技術(shù)效果至少在于：

本申請的電解液中同時加入環(huán)狀硫酸酯類化合物和二氧雜環(huán)化合物，能夠在正負(fù)極表面形成鈍化膜，提高正極材料在高電壓下的穩(wěn)定性，抑制電解液在正極表面分解，改善高電壓二次電池的存儲性能；同時該添加劑組合在正負(fù)極表面形成鈍化膜的阻抗較低，能夠同時改善二次電池的倍率性能與循環(huán)壽命。

具體實施方式