[發明專利]一種添加劑及電解液及三元鋰離子電池

在審

• 申請號: 201811422937.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109449480A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 劉鵬;熊俊俏;齊士博;陳小平
• 申請（專利權）人: 桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0566;H01M10/0567
• 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

本發明涉及鋰離子電池領域，公開了一種添加劑及電解液及三元鋰離子電池，添加劑包括添加物a以及添加物b；所述添加物a為式1化學結構式的化合物以及式2化學結構式的化合物中的一種或兩種的混合：所述添加物b為碳酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸丙烯酯以及4?甲基硫酸亞乙酯中的一種或多種。通過一種新型的添加劑，添加至電解液中，且將該電解液加入至三元鋰離子電池中，可顯著改善鋰離子電池的高溫循環及高溫存儲性能，并大幅度減少高溫存儲過程中的產氣量。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種添加劑及電解液及三元鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有高電壓、高能量密度、輸出功率大、壽命長、對環境友好等優點，廣泛應用于筆記本電腦，數碼相機等電子產品，特別是在新能源車領域的應用也越來越普遍，因此，對鋰離子電池的能量密度、高溫循環性能、安全性能等方面提出了更高要求。但目前為止，鋰離子電池還不能完全滿足動力電池的要求，尤其是高溫循環穩定性，一般的鋰離子電池在高于50℃的環境下電池容量衰減較快，甚至發生起火或爆炸，這嚴重限制了其廣泛應用。因此，改善鋰離子電池的高溫循環性能迫在眉睫。

電解液作為鋰離子動力電池的關鍵材料之一，其對電池的功率性能、循環壽命、高低溫性能等有著重要的影響。為了保證電池在高溫下的穩定性，需提高電解液的高溫穩定性能，減少其在高溫下的分解，從而影響電池的高溫性能。在電解液的三大組分中，鋰鹽和溶劑的配方變化不大，添加劑是提升鋰離子電池高溫性能的關鍵因素，開發高溫型電解液添加劑，改善鋰離子動力電池的高溫穩定性、安全性具有重要意義。

中國發明專利申請號201410116478.0公開了一種錳酸鋰電池電解液，該發明通過在電解液中添加硫酰基二丙腈，有效改善錳酸鋰電池在高溫(55℃)環境下的循環性能，在55℃下循環200次，容量保持率為72％；中國專利申請號201310679971.9公開了一種三元摻錳酸鋰電池用高溫電解液，該發明用含有添加劑的高溫電解液可以使電池具有很好的高溫存儲及循環使用效果，在55℃下循環200次，容量保持率為90％以上，在75℃高溫下存儲6天。盡管如此，進一步改善鋰離子電池的高溫循環性能及高溫存儲性能仍然是一項艱巨的任務。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種添加劑及電解液及三元鋰離子電池，通過新型的添加劑，添加至電解液中，且將該電解液加入至三元鋰離子電池中，可顯著改善鋰離子電池的高溫循環及高溫存儲性能，并大幅度減少高溫存儲過程中的產氣量。

一種添加劑，包括添加物a以及添加物b；

所述添加物a為式1化學結構式的化合物以及式2化學結構式的化合物中的一種或兩種：

所述添加物b為碳酸亞乙酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸丙烯酯以及4-甲基硫酸亞乙酯中的一種或多種。

優選地，所述添加物a式1中R1、R2以及R3分別為H、鹵原子、碳原子數為1-10的烷烴基、碳原子數為2-10的不飽和烴基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烷酰基中的一種；其中，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、磺酸基中的一種或多種取代。

優選地，所述添加物b式2中R4、R5以及R6分別為H、鹵原子、碳原子數為1-10的烷烴基、碳原子數為2-10的不飽和烴基、碳原子數為1-10的烷氧基、碳原子數為2-10的烷酰基中的一種；其中，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、磺酸基中的一種或多種取代。

優選地，所述不飽和烴基為烯烴基或者炔烴基，所述鹵原子為F、Cl以及Br中的一種或多種。

優選地，所述添加物a與添加物b質量比為1-10:1-10。

優選地，所述添加物a與添加物b質量比為1-5:1-5。