[發明專利]一種高能量密度鋰離子電池及其電解液

有效

• 申請號: 201810588362.5
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108598488B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 朱學全;譚熠偉;黃慧聰
• 申請（專利權）人: 東莞市杉杉電池材料有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達

1.一種高能量密度鋰離子電池電解液，包括非水性有機溶劑、鋰鹽和添加劑，其特征在于：所述添加劑包括添加劑A、添加劑B、添加劑C和添加劑D；所述添加劑A為保證循環性能的負極成膜添加劑，所述添加劑B為改善高溫性能的添加劑，所述添加劑C為固體電解質膜的修飾性添加劑，所述添加劑D為抑制電解液分解的添加劑；所述添加劑D為O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯、2-(7-氧化苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸酯、O-苯并三氮唑-四甲基脲四氟硼酸酯、1-羥基苯并三唑、1-正丙基磷酸酐、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷、4-二甲氨基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、1-羥基苯并三唑中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的一種高能量密度鋰離子電池電解液，其特征在于：所述添加劑A為氟代碳酸乙烯酯、1，2-二氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸乙烯酯、4-乙基硫酸乙烯酯、3a,6a-二氫-[1,3,2]二氧硫代[4,5-d][1,3,2]二惡硫醇-2,2,5,5-四氧中的至少一種，所述添加劑A的含量占電解液總質量的1～15％。

3.根據權利要求1所述的一種高能量密度鋰離子電池電解液，其特征在于：所述添加劑B為1,3,6-己烷三腈、1,2,3-三-(2-氰乙氧基)丙烷、1,4-二腈基-2-丁烯、乙二醇雙(丙腈)醚中的至少一種，所述添加劑B的含量占電解液總質量的0.5～8％。

4.根據權利要求1所述的一種高能量密度鋰離子電池電解液，其特征在于：所述添加劑C為二氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、2-甲基馬來酸酐、三氟甲基馬來酸酐、烯丙基丁二酸酐、三(三甲基硅基)硼酸酯、三(三甲基硅基)磷酸酯、三(三甲基硅基)亞磷酸酯、1,3-丙烷磺酸內脂、碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸內脂、甲烷二磺酸亞甲酯中的至少一種，所述添加劑C的含量占電解液總質量的0.01～1.5％。

5.根據權利要求1所述的一種高能量密度鋰離子電池電解液，其特征在于：所述添加劑D的含量占電解液總質量的0.01～0.5％。

6.根據權利要求1所述的一種高能量密度鋰離子電池電解液，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰中的至少一種，所述鋰鹽的含量占電解液總質量的10％～18％。

7.根據權利要求1所述的一種高能量密度鋰離子電池電解液，其特征在于：所述非水性有機溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、甲酸乙酯、丁酸丙酯、四氫呋喃、二氧環烷、二乙醇二乙醚、γ-丁內酯中的兩種以上按任意比例混合的混合物，所述非水性有機溶劑的含量占電解液總質量的70.0～85.0％。

8.一種高能量密度鋰離子電池，包括由正極片、隔離膜和負極片通過疊片或卷繞形成的電芯、以及電解液，所述正極片的正極活性物質為LiNi_1-x-y-zCo_xMn_yAl_zO₂，其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1且0≤x+y+z≤1，其特征在于：所述電解液為權利要求1～7任一項所述的鋰離子電池電解液。

9.根據權利要求8所述的一種高能量密度鋰離子電池，其特征在于：所述鋰離子電池的工作電壓為4.2～4.8V，所述鋰離子電池的體積能量密度為600Wh/L以上。