[發明專利]一種非水電解液及其在鋰電池中的應用

在審

• 申請號: 201910565649.0
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110323492A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 譚熠偉;劉長昊;麥敬輝;鄧健想;邱云珍
• 申請（專利權）人: 惠州市賽能電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/42;H01M4/36;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛;吳莉莉

本發明提供了一種非水電解液及其在鋰電池中的應用，該非水電解液包括鋰鹽、溶劑以及功能型添加劑，所述的功能型添加劑包括結構式1～4所示的任一項結構式化合物，為脲基類化合物，吸附作用優越，可吸附在金屬箔材和正極活性材料的表面形成吸附層，保護金屬箔材和正極材料，賦予非水電解液優異的熱穩定性、抗水性、抗酸性、抗堿性、氧化安定性、抗氧化性以及吸附特性。本發明的鋰電池包括電池殼、極芯和電解液，所述極芯和電解液密封于電池殼內，所述的極芯包括正極、負極以及位于正極和負極之間的隔膜，所述電解液為上述的非水電解液，具有高能量密度、高循環壽命、高安全性能的優點。

技術領域

本發明屬于鋰電池加工技術領域，具體涉及一種非水電解液及其在鋰電池中 的應用。

背景技術

鋰電池是一種新型的綠色電池，具有高能量密度、無記憶效應等優點，其在 3C產品、汽車工業等領域應用廣泛。電解液是鋰電池的“血液”，其對電池容 量發揮、首次效率、工作電壓、循環壽命、高溫性能等性能有著極其重要的影響。 隨著鋰電池應用范圍的拓展，市場對鋰電池性能的要求日益嚴苛，鋰電池朝著高 能量密度、高循環壽命、高安全性能的方向發展，這對電解液是一個苛刻的考驗。

影響鋰電池安全性能和循環壽命的因素有很多，如：1、活性材料的結構畸 變和坍塌；2、正極金屬離子溶出；3、水和氫氟酸對電池的腐蝕作用，以及對 SEI膜的破壞作用。隨著對鋰電池能量密度要求的提升，高鎳材料得以問世，但 是在高鎳NCM622、NCM811、NCA等材料體系下，由于材料本身的不穩定性、 陽離子混排、Jahn-Teller效應、結構粉化、吸水性、循環過程中產生巖鹽結構、 與電解液的氧化分解反應等諸多因素，使電池的循環壽命和高低溫性能面臨更為 嚴峻的考驗。非水電解液能夠提升鋰電池的循環壽命和高低溫性能，但現有技術 的非水電解液存在阻抗較大、易產氣的缺點，無法徹底解決正極金屬離子溶出并 沉積在負極的問題，易造成微短路，使鋰電池高溫和循環性能變差，甚至出現安 全風險。

鑒于此，需要研發一種新型的非水電解液，能夠解決上述問題。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明提供了一種非水電解液及其在鋰電池中的 應用，該非水電解液添加有脲基類化合物，能夠吸附于金屬箔材和正極活性材料 的表面，具有良好的保護作用，從而提升鋰電池的安全性能和循環性能。

本發明通過以下技術方案實現發明目的：

一方面，本發明提供了一種非水電解液，包括鋰鹽、溶劑以及功能型添加劑， 所述的功能型添加劑包括結構式1～4所示的任一項化合物，結構式1～4如下所 示：

上述化合物能夠提升鋰電池非水電解液的熱穩定性、抗水性、抗酸性、抗堿 性、氧化安定性和抗氧化性，同時由于具有脲基類化合物，吸附作用優越，可吸 附在金屬箔材和正極活性材料的表面形成吸附層，保護金屬箔材和正極材料，從 而提高鋰電池循環壽命和安全性能。優選的，按照質量百分比計算，所述的化合 物添加劑含量占非水電解液的0.01％～30％。

優選的，在所述的結構式1中，R1、R2、R3和R4的取代基均選自包括碳 原子數為1～4的烷基、砜基、烷基硅基以及氟代烷基。

優選的，在所述的結構式2中，R5和R6的取代基均選自包括碳原子數為1～ 4的烷基、砜基、烷基硅基以及氟代烷基；R7和R8的取代基均選自碳原子數為 1～4的亞烷基、砜基以及烯基。

優選的，在所述的結構式3中，R9的取代基均選自包括碳原子數為1～4的 烷基、砜基、烷基硅基、氟代烷基以及酯基；R10、R11和R12的取代基均選自 包括碳原子數為1～4的烷基、砜基、烷基硅基以及氟代烷基。