[發明專利]一種防過充電解液及使用該電解液的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010067825.0
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111244545B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 王龍;母英迪;王海;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供了一種防過充電解液及使用該電解液的鋰離子電池。所述電解液中包括有機溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，所述的添加劑包括式1所示的磺酰基咪唑類化合物、正極保護添加劑和低阻抗添加劑；其中，所述正極保護添加劑選自腈類化合物；所述低阻抗添加劑選自三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)、硫酸亞乙酯、二氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰中的至少一種；本發明的電解液可以很好地解決現有的鋰離子電池由于過充過放引起的安全問題，使用所述電解液的鋰離子電池具有優異的過充性能，同時具有良好的安全性能、高低溫充放電性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料領域，具體涉及一種防過充電解液及使用該電解液的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池自從商業化以來，由于它的比能量高、循環性能好，被廣泛用于數碼、儲能、動力、軍用航天和通訊設備等領域。隨著鋰離子電池的廣泛應用，消費者對鋰離子電池的使用環境、需求不斷提高，這就要求鋰離子電池能夠具有高低溫性能兼顧的特性。同時，鋰離子電池在使用過程中存在嚴重的安全問題，當電池在過充電、過放電或者是一些極端的使用情況下容易產生安全隱患，發生起火甚至爆炸。

電解液作為鋰離子電池的重要組成部分，對電池的性能影響重大。為了解決這些問題，通過向電解液中添加過充保護添加劑(如聯苯、環己基苯等)能夠改善安全性能，但這些添加劑用量較少時抑制過充的能力有限，而用量較多時會導致電池性能嚴重劣化。因此開發能夠在不影響電池電化學性能的前提下，并起到過充保護的鋰離子電池電解液是目前迫切需要的。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的鋰離子電池由于過充過放引起的安全問題，提供一種防過充電解液及使用該電解液的鋰離子電池，所述使用該電解液的鋰離子電池具有優異的防過充性能，同時具有良好的安全性能、高低溫充放電性能。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種電解液，包括有機溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，所述的添加劑包括式1所示的磺酰基咪唑類化合物、正極保護添加劑和低阻抗添加劑；

其中，所述正極保護添加劑選自腈類化合物；

所述低阻抗添加劑選自三(三甲基硅基)硼酸酯(TMSB)、硫酸亞乙酯、二氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰中的至少一種；

式1中，R₁選自取代或未取代的C₁-C₁₀烷基、吡唑基、吡咯烷基、吡啶基、咪唑基、取代或未取代的C₆-C₁₀芳基，所述取代的基團選自烷基或鹵素。

優選地，式1中，R₁選自咪唑基、取代或未取代的C₁-C₆烷基、取代或未取代的C₆-C₁₀芳基，所述取代的基團選自C₁-C₆烷基或鹵素。

根據本發明，所述式1所示的磺酰基咪唑類化合物選自以下化合物中的至少一種：

根據本發明，所述式1所示的磺酰基咪唑類化合物的使用量占電解液總質量的0.01-2wt％。例如為0.01wt％、0.02wt％、0.03wt％、0.05wt％、0.08wt％、0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、2wt％。

根據本發明，所述腈類化合物選自3-甲氧基丙腈、己二腈(ADN)、乙二醇雙(丙腈)醚、1,3,6-己烷三腈(HTCN)和1,2,3-三-(2-氰基乙氧基)丙烷中的至少一種。