[發明專利]一種鋰離子電池用非水電解液

有效

• 申請號: 201810214948.5
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108336408B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 王海軍;熊俊俏;齊士博;陳小平
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技（長沙）有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明公開了一種鋰離子電池用非水電解液，其特征在于，包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述添加劑為結構式1、結構式2所示的化合物中的一種或兩種，其中R1?R4、R5?R10獨立地選自H、鹵原子、碳原子數為1～5的烷烴基、碳原子數為2～5的不飽和烴基、碳原子數為1～5的烷氧基、碳原子數為2～5的烷?；械囊环N，烷烴基、不飽和烴基、烷氧基、烷酰基中的H可部分或全部被鹵原子、氰基、羧基、磺酸基中的一種或幾種取代。本發明提供一種新型的鋰離子電池非水電解液，所述電解液能夠顯著地提高鋰離子電池的低溫放電性能以及倍率性能，同時可明顯地改善鋰離子電池的循環壽命以及高溫存儲性能。

技術領域

本發明為一種鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池用非水電解液。

背景技術

鋰離子電池具有比能量高、無記憶效應、工作電壓高及循環壽命長等特點，目前已經普遍應用于手機、筆記本電腦等3C消費類電子產品領域，并且隨著新能源汽車的快速發展，鋰離子電池在動力和儲能領域的應用也越來越普遍。

鋰離子電池在首次充電過程中，會在負極表面形成一層固體電解質界面(SolidElectrolyte Interface，SEI)膜，可以為負極提供更好的保護，保證更長的循環壽命及存儲壽命。SEI膜的質量對鋰離子電池的性能至關重要：若形成的SEI膜太厚，膜阻抗較高，在低溫環境下，則鋰離子無法遷移通過，就會出現析鋰現象；若形成的SEI膜不夠致密穩定，高溫循環過程中，SEI膜會逐漸溶解或破裂，導致負極與電解液持續發生反應，在消耗電解液的同時，也使得電池容量衰減。此外，如何在提高鋰離子電池的循環壽命以及存儲性能的同時，又不會降低鋰離子電池的倍率性能，也是當前研究的難點之一。因此，通過調控電解液中添加劑的種類及用量來改善SEI膜的質量對實現高性能鋰離子電池顯得十分必要。

為了改善SEI膜的特性，已經有大量工作提出向電解液中加入添加劑，其中，硅烷基磺酸酯類化合物表現出了優異的性能。例如，專利號為CN107293776A的發明專利公開了一種添加了硅烷基硫酸酯化合物的電解液，改善鋰離子電池的低溫放電性能以及功率性能。專利號為CN1269254、CN100433444、CN1822423的發明專利分別公開了一種具有硅烷基磺酸酯化合物添加劑的電解液，提供一種在低溫下具有改進的電化學特性的鋰二次電池的電解液。

在現有技術中，通過電解液添加劑的引入來改善低溫和/或高溫下鋰離子電池的性能，但也會帶來一些負面的影響，例如導致電池的倍率性能的明顯下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池用非水電解液，所述電解液能夠顯著提高鋰離子電池的低溫放電性能以及倍率性能，同時可明顯地改善鋰離子電池的循環壽命以及高溫存儲性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋰離子電池用非水電解液，其特征在于，包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述添加劑為結構式1、結構式2所示的化合物中的一種或兩種：

其中，R1、R2、R3、R4獨立地選自H、鹵原子、碳原子數為1～5的烷烴基、碳原子數為2～5的不飽和烴基、碳原子數為1～5的烷氧基、碳原子數為2～5的烷酰基中的一種，烷烴基、不飽和烴基、烷氧基、烷酰基中的H可部分或全部被鹵原子、氰基、羧基、磺酸基中的一種或幾種取代，

所述不飽和烴基可包括烯烴基、炔烴基，鹵原子選自F、Cl、Br中的一種或幾種，

其中，R5、R6、R7、R8、R9、R10獨立地選自H、鹵原子、碳原子數為1～5的烷烴基、碳原子數為2～5的不飽和烴基、碳原子數為1～5的烷氧基、碳原子數為2～5的烷?；械囊环N，烷烴基、不飽和烴基、烷氧基、烷?；械腍可部分或全部被鹵原子、氰基、羧基、磺酸基中的一種或幾種取代，

所述不飽和烴基可包括烯烴基、炔烴基，鹵原子選自F、Cl、Br中的一種或幾種。