[發明專利]一種高溫高電壓非水電解液及含該非水電解液的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201910210123.0
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN109818064B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 郭潔;朱學全;大浦靖;何建輝
• 申請（專利權）人: 杉杉新材料（衢州）有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種高溫高電壓非水電解液，其特征在于，該高溫高電壓非水電解液由六氟磷酸鋰、非水溶劑和添加劑組成，其中，所述添加劑由第一類硼酸鹽添加劑、第二類含氮類鋰鹽添加劑、第三類硅氮基類添加劑以及第四類磺酸酯和硫酸酯類混合添加劑組成，且所述第三類硅氮基類添加劑如通式(1)或(2)所示：

其中，R₁-R₃分別獨立地表示C₁-C₆烷基、乙烯基、氨基或氨基中1-2個氫原子被C₁-C₄烴基取代的烴氨基；R₄-R₆分別獨立地表示C₁-C₆烷基、乙烯基、氨基或氨基中1-2個氫原子被C₁-C₄烴基取代的烴氨基；R₇-R₈分別獨立地表示氫原子、C₁-C₆烷基、乙烯基、氨基或氨基中1-2個氫原子被C₁-C₄烴基取代的烴氨基、或具有結構(3)所示的基團；

結構(3)中，R₉-R₁₁分別獨立地表示C₁-C₆烷基、苯基、乙烯基、氨基或氨基中1-2個氫原子被C₁-C₄烴基取代的烴氨基；

所述第一類硼酸鹽添加劑為二氟草酸硼酸鋰，所述第二類含氮類鋰鹽添加劑為雙氟磺酰亞胺鋰，所述第三類硅氮基類添加劑為1-(三甲基硅基)咪唑或1,1-二甲基-1-乙基硅基咪唑，所述第四類磺酸酯和硫酸酯類混合添加劑為硫酸乙烯酯和丙烯磺酸內酯的混合物；所述第一類硼酸鹽添加劑的添加量為電解液總質量的0.5-10％；所述第二類含氮類鋰鹽添加劑的添加量為電解液總質量的0.1-5％；所述第三類硅氮基類添加劑的添加量為電解液總質量的0.1-0.5％；所述第四類磺酸酯和硫酸酯類混合添加劑中磺酸酯類添加劑的添加量為電解液總質量的0.1-1％，硫酸酯類添加劑的添加量為電解液總質量的1-2％。

2.根據權利要求1所述的高溫高電壓非水電解液，其特征在于，所述六氟磷酸鋰的添加量為電解液總質量的0.5-20％。

3.根據權利要求2所述的高溫高電壓非水電解液，其特征在于，所述六氟磷酸鋰添加量為電解液總質量的12.5％。

4.根據權利要求1所述的高溫高電壓非水電解液，其特征在于，所述非水溶劑為有機碳酸酯類溶劑。

5.根據權利要求4所述的高溫高電壓非水電解液，其特征在于，所述有機碳酸酯類溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯之中的一種或多種。

6.根據權利要求5所述的高溫高電壓非水電解液，其特征在于，所述非水溶劑中包含碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯。

7.根據權利要求6所述的高溫高電壓非水電解液，其特征在于，所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯以1:1:1的質量比均勻混合。

8.一種鋰離子電池，其特征在于，該鋰離子電池包括正極極片、負極極片和權利要求1-7任一項所述的高溫高電壓非水電解液，所述正極極片包括正極集流體和正極集流體表面的正極膜片，所述負極極片包括負極集流體和負極集流體表面的負極膜片；所述正極膜片包括正極活性物質、導電劑和粘結劑，所述負極膜片包括負極活性物質、導電劑和粘結劑；所述正極活性物質為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；所述負極活性物質為納米硅或SiO_x與石墨復合而成的硅碳負極材料。

9.根據權利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性物質為三元體系NCM622、NCM811、NCA中的至少一種，所述負極活性物質為人造石墨。