[發明專利]一種鋰離子電池非水電解液及使用該電解液的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201811501863.1
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109768327B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 曹朝偉;熊得軍;陳群;陳雪君;向曉霞;黃佳豪
• 申請（專利權）人: 惠州市宙邦化工有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 蔡義文

本發明公開了一種鋰離子電池非水電解液，包括結構1所示的化合物A中的一種或多種，其中，R₁獨立地選自鹵素原子或含1～5個碳原子的基團，R₂獨立地選自含0～5個碳原子的基團；X₁獨立地選自磷氧基團或磷原子；X₂獨立地選自氧原子、羧酸酯基團、磺酸酯基團、(亞)硫酸酯基團或碳酸酯基團。本發明制備得到的鋰離子電池非水電解液進一步提高電池高溫循環性能并降低阻抗性，由上述鋰離子電池非水電解液制備得到的鋰離子電池具有良好耐高溫性能和良好循環性能，有效避免鋰離子電池在高溫條件下的不穩定性，提高鋰離子電池的高低溫循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池非水電解液及使用該電解液的鋰離子電池。

背景技術

由于鋰離子電池具有高的能量密度、自放電小、無記憶效應、長循環壽命、較寬的工作溫度范圍及高安全性等特點，被廣泛地應用在各種便攜電子產品和通訊工具上。隨著國家大力倡導新能源和低碳經濟的背景下，新能源電動汽車及儲能設備對鋰電池需求快速增長，使鋰離子電池在未來新能源領域具有廣闊的應用前景。

在非水電解液鋰離子電池中，非水電解液作為正負極之間鋰離子輸送和傳導電流的介質，是決定電池高低溫性能的主要因素。電解液的添加劑能通過改善SEI膜的質量從而顯著提高鋰離子電池的容量保持率和循環壽命等性能。在首次充電過程中，添加劑首先在負極表面發生還原分解反應，產生烷氧基鋰、碳酸鋰、磺酸鋰等物質，形成一層良好的鈍化SEI膜。不溶于電解液的致密SEI膜具有良好的熱穩定性和化學穩定性，并且能夠允許鋰離子自由進出電極的同時阻止溶劑分子穿越，從而抑制溶劑分子共插對電極的破壞，提高電池的循環效率和可逆容量等性能。

為了提高鋰離子電池的各項性能，許多科研者通過在電解液中添加不同的添加劑，如碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯，來改善電池的各項性能。然而目前常規添加劑難以使電解液兼顧電池的高溫性能和低阻抗性能。隨著鋰離子電池在不同領域的廣泛應用，市場對鋰離子電池高能量密度、高安全性能提出了更高的要求。現有技術提出通過在電解液中添加磷酸酯與亞乙烯基碳酸酯衍生物和特定的碳酸酯可以改善電池的充放電性能，其中添加雙環籠狀磷酸酯可以提高電解液的自熄性，但對于電池的高低溫循環性能和降低內阻性能無明顯改善。因此需要進一步研發一種有效改善高電壓鋰離子電池高溫循環性能并同時兼顧降低阻抗性能，解決其在高溫條件下的不穩定，引起電池高溫循環性能差，阻抗性能高的問題。

發明內容

本發明提供一種進一步提高電池高溫循環性能，兼顧降低阻抗的鋰離子電池非水電解液，進一步提供一種包括上述鋰離子電池非水電解液的鋰離子電池。

根據本發明的第一方面，本發明提供一種鋰離子電池非水電解液，包括式1所示的化合物A中的一種或多種，

其中，R₁獨立地選自鹵素原子或含1～5個碳原子的基團，R₂獨立地選自含0～5個碳原子的基團；X₁獨立地選自磷氧基團或磷原子；X₂獨立地選自氧原子、羧酸酯基團、磺酸酯基團、(亞)硫酸酯基團或碳酸酯基團。

進一步地，所述R₁含1～5個碳原子的基團選自烴基、鹵代烴基、含氧烴基、含硅烴基或含氰基取代的烴基；R₂所述0～5個碳原子的基團選自烴基。

進一步地，所述R₁獨立地選自氟原子、甲基、烯烴基、炔烴基、苯基、三甲基硅氧基、氰基或三氰甲基。

進一步地，所述化合物A選自式11～18所示化合物，

進一步地，所所述化合物A的含量相對于所述鋰離子電池非水電解液的總質量為0.1％～5％。