[發明專利]一種高電壓鋰離子電池非水電解液及其鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010061776.X
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111276743A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 吳杰;杜建委;楊冰;曹青青;周彤
• 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;H01M10/42
• 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

本發明公開了一種高電壓鋰離子電池非水電解液，包含鋰鹽、有機溶劑和添加劑，按在高電壓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：氟代醚類添加劑1?5％，功能添加劑5～15％。本發明還提供含有該高電壓鋰離子電池非水電解液的鋰離子電池。本發明的高電壓鋰離子電池非水電解液通過優化配方，含有三種鋰鹽組成的混合鋰鹽和獨特的組合添加劑，提高了電解液的熱穩定性，明顯改善了電解液的高溫存儲和高溫循環性能，且在低溫和常溫環境下可有效防止電解質在陰極表面的氧化和電解液的分解，提高鋰離子電池的低溫性能和循環壽命，此外氟代醚還可以改善電池的浸潤性。

技術領域

本發明涉及電池領域，具體涉及一種高電壓鋰離子電池非水電解液及其鋰離子電池。

背景技術

近幾年，鋰離子電池的發展受到廣泛關注，其在手機數碼領域、電動汽車、電動自行車、電動工具、儲能等方面發展迅猛。鋰離子電池與其他電池相比，具有質量輕、體積小、能量密度高、循環壽命長等優點，目前，智能手機、平板電腦等數碼產品對能量密度的要求越來越高，使得商用的鋰離子電池難以滿足要求，用高能量密度的材料做電池的正極，是提升鋰離子電池能量密度最有效的途徑。

傳統電解液通常在工作電壓過高時，會發生分解，這是由于常用的有機碳酸酯類溶劑，如鏈狀碳酸酯DMC(碳酸二甲酯)、EMC(碳酸甲乙酯)、DEC(碳酸二乙酯)，以及環狀碳酸酯PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)等在高電壓下不能穩定存在。因為它們的氧化電位較低，高電壓下會發生氧化分解，所以會使得鋰離子電池性能降低。常規電解液已不能滿足高電壓鋰離子電池的需求，因此開發高電壓電解液至關重要。此外，現在的電子產品有時候需要在極端條件(如溫度很高或者很低的環境)下使用，相對于常規環境而言，鋰離子電池在極端條件下使用時性能會惡化的非常明顯。另一方面，由于鋰離子電池陰極采用的是高電勢的陰極活性材料，陽極采用的是低電勢的陽極活性材料，所以電解質的電位窗比活性材料的電位窗窄。電解液暴露在陰極和陽極電極表面，容易分解。同時，鋰離子電池在電動汽車或者電力存儲設備中使用時，容易暴露在高溫環境中。此外，電池的溫度也會由于瞬時充電和電流的變化而升高。因此，在高溫環境下，電池的使用壽命會降低，可存儲的能量也會減少。另一方面，鋰離子電池的主鹽LiPF₆在高溫或痕量水的作用下容易分解產生HF，破壞SEI膜和腐蝕電極材料，釋放過渡金屬離子，進一步促進電解液的分解，形成惡性循環，造成鋰離子電池性能的惡化。

發明內容

本發明的目的是針對以上背景技術存在的不足，提供一種高電壓鋰離子電池非水電解液及其鋰離子電池。本發明的高電壓鋰離子電池非水電解液通過優化配方，含有三種鋰鹽組成的混合鋰鹽和獨特的組合添加劑，提高了電解液的熱穩定性，明顯改善了電解液的高溫存儲和高溫循環性能，且在低溫和常溫環境下可有效防止電解質在陰極表面的氧化和電解液的分解，提高鋰離子電池的浸潤性、低溫性能和循環壽命。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種高電壓鋰離子電池非水電解液，包含鋰鹽、有機溶劑和添加劑，按在高電壓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：

氟代醚類添加劑 1-5％

功能添加劑 5～15％

作為本發明的優選實施方式，所述氟代醚類添加劑結構式如下所示：