[發明專利]一種鋰離子電池非水電解液及其鋰離子電池

在審

• 申請號: 201911336230.4
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111029656A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 楊冰;杜建委;周彤;吳杰;曹青青
• 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: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

本發明公開了一種鋰離子電池非水電解液，包含鋰鹽、有機溶劑和添加劑，按在鋰離子電池非水電解液中的質量百分含量，所述添加劑組成為：鋰鹽添加劑0.5～2％，高溫添加劑0.2～1.0％，其它添加劑0.2～5％。本發明還公開了一種鋰離子電池。本發明的鋰離子電池能夠兼顧高低溫性能，拓寬鋰離子電池使用的溫度范圍。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體是涉及一種高電壓用寬溫型鋰離子電池非水電解液及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池中的電解液是連接正負電極的媒質，是鋰離子的傳輸介質，具有極為重要的作用。通常，電解液的主要成分包括有機溶劑、鋰鹽和添加劑等。其中，鋰鹽為內電流傳輸提供鋰離子；有機溶劑的作用是溶解鋰鹽，產生溶劑化的鋰離子；添加劑的種類很多，起著提高鋰離子電池穩定性、循環性、安全性等多方面性能的作用。

SEI膜是指鋰離子電池第一次充放電循環中，電極材料與電解液(成膜劑)發生反應，生成的一層覆蓋在電極表面的鈍化膜。SEI膜的性能極大的影響了鋰離子電池的首次不可逆容量損失，倍率性能，循環壽命等電化學性質。理想的SEI膜在電子傳輸絕緣的同時允許鋰離子自由進出電極，阻止電極材料與電解液的進一步反應，且結構穩定，不溶于有機溶劑。

目前，鋰離子電池面臨的一個主要問題是不能兼顧高低溫，即不能在高低溫下都具有優良的化學特性。在高溫條件下，由于鋰離子電池中電解液容易在正極表面催化分解，導致電池脹氣、容量降低等，因此需要添加具有優良正極成膜性能的催化劑以絡合金屬離子、鈍化正極活性位點等；而這類添加劑的添加會導致電池阻抗顯著提升，嚴重影響電池的倍率性能及低溫使用效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池電解液及含有該電解液的鋰離子電池，本發明的鋰離子電池能夠兼顧高低溫性能，拓寬了鋰離子電池使用的溫度范圍。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種鋰離子電池非水電解液，包含鋰鹽、有機溶劑、添加劑，按在鋰離子電池非水電解液中的質量百分含量，所述添加劑組成為：

鋰鹽添加劑 0.5～2％

高溫添加劑 0.2～1.0％

其它添加劑 0.2～5％

作為本發明的優選實施方式，所述鋰鹽添加劑為二氟磷酸草酸鋰，其結構式如下所示：

作為本發明的優選實施方式，所述高溫添加劑選自以下結構式所示化合物中的一種或多種：

作為本發明的優選實施方式，所述鋰鹽優選為LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiBOB、LiODFB、LiAsF₆、LiN(SO₂CF₃)₂、LiN(SO₂F)₂中的一種或多種。

作為本發明的優選實施方式，所述鋰鹽在鋰離子電池非水電解液中的濃度為0.5-2 mol/L。

本發明中的其它添加劑可選用碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亞乙酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺酸內酯(PS)、1,4-丁烷磺酸內酯(BS)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亞甲酯(MMDS)、硫酸丙烯酯(TS)、二氟磷酸鋰(DFP)、碳酸二苯酯(DPC)、碳酸甲苯酯(MPC)、丁二腈(SN)、己二腈(ADN)、己烷三腈(HTCN)、氟苯、3-氟聯苯和3,5-二氟聯苯中的至少一種。所述其它添加劑更優選為碳酸亞乙烯酯、硫酸乙烯酯和二氟磷酸鋰的混合物，所述混合物中碳酸亞乙烯酯、硫酸乙烯酯和二氟磷酸鋰的質量比優選為1:0.5-2:0.6-1。