[發明專利]一種高電壓型鋰離子電池用電解液

在審

• 申請號: 201810745487.4
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN110707358A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 吳茂祥;鄭香珍;潘熒;黃韜
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058
• 代理公司: 11535 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供了一種高電壓型鋰離子電池用電解液及其制備方法和用途，所述電解液可以改善鋰離子電池高電壓性能。該鋰離子電池用高電壓電解液包括非水有機溶劑、鋰鹽和電解液添加劑；該電解液添加劑包括雙砜基化合物、二氟磷酸鋰和三(三甲基硅基)磷酸酯，所述雙砜基化合物可在正極表面形成穩定的SEI膜，二氟磷酸鋰能夠提高SEI膜的導Li⁺性，三(三甲基硅基)磷酸酯具有較高的電化學穩定性，從而阻止電解液在電極表面的氧化分解。通過雙砜基化合物，二氟磷酸鋰以及三(三甲基硅基)磷酸酯之間的協同作用，使制備的電解液在高電壓下的性質更穩定，電池在高電壓下表現更好的循環性能。

技術領域

本發明涉及一種高電壓型鋰離子電池用電解液；屬于電解液技術領域。

背景技術

目前，鋰離子電池使用的電壓范圍主要為3.0～4.35V，無法滿足人們對高能量的需求。經過技術人員多年的不斷努力，越來越多的高電壓正極材料 (4.35V～5.0V)已被開發出來。但在高壓下，由于陰極材料反應活性的增加，電解液容易發生氧化反應，從而導致鋰離子電池在高電壓條件下容量快速衰減。因此，為了滿足高電壓鋰離子電池的使用要求，確有必要開發出一種新型的鋰離子電池電解液，以改善鋰離子電池在高電壓條件下的循環性能，從而使得高電壓材料真正得到應用，進而滿足市場對電池容量的需求。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的是提供一種高電壓型鋰離子電池用電解液，其可有效改善鋰離子電池在高電壓條件下的循環性能。

本發明的目的通過如下方式實現：

一種高電壓型鋰離子電池用電解液，其包括：非水有機溶劑、鋰鹽和電解液添加劑；所述電解液添加劑包括第一添加劑、第二添加劑和第三添加劑，其中，第一添加劑為雙砜基化合物；第二添加劑為二氟磷酸鋰；第三添加劑為三 (三甲基硅基)磷酸酯。

其中，所述雙砜基化合物具有式(1)所示結構；

其中，R₁、R₂相同或不同，彼此獨立地選自C_1-8烷基、鹵素取代的C_1-8烷基， n為1，2，3。

其中，所述鹵素選自氟、氯、溴或碘中的至少一種。

示例性地，所述第一添加劑為二甲砜基甲烷、二甲砜基乙烷、二(三氟甲砜基)甲烷、二(三氟甲砜基)乙烷、二乙砜基甲烷、二乙砜基乙烷中的一種或兩種及以上按任意比例混合的混合物。

其中，所述第一添加劑在電解液中的含量為0.1wt％～5.0wt％，優選0.1 wt％～2.0wt％。

其中，所述第二添加劑為二氟磷酸鋰，如式(2)所示：

LiPF₂O₂ (2)

其中，所述第二添加劑在電解液中的含量為0.1wt％～2.0wt％，優選0.1 wt％～1.0wt％。

其中，所述三(三甲基硅基)磷酸酯具有式(3)所示結構：

其中，所述的第三添加劑在電解液中的含量為0.5wt％-10wt％，優選0.5 wt％-5wt％。

根據本發明，所述非水有機溶劑選自碳酸乙烯酯，碳酸乙丙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一種或多種，優選的，所述無水有機溶劑為上述溶劑中的任意兩種或三種，更優選為碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的二者混合物，碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的二者混合物，或者碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC) 和碳酸甲乙酯(EMC)三者混合物。