[發明專利]非水電解液及使用了其的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010586182.0
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111668546B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 肖培濤;李軼;陳石穿;陶亮;林玉春;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 遠景動力技術（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 上海上谷知識產權代理有限公司 31342
• 代理人: 蔡繼清

本發明提供了非水電解液及使用了其的鋰離子電池,具體地本發明公開了包含了多種添加劑的鋰離子電池非水電解液。使用該非水電解液的鋰離子電池使用壽命化顯著提高，并且極大的降低了氣體產生量。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，涉及到一種非水電解液及使用了其的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池是一種二次電池，主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來實現充放電工作。在充放電過程中，Li⁺在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時，Li⁺從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。鋰離子電池因具有能量密度高、無記憶效應、工作電壓高、環境友好等特點，已被廣泛使用。隨著電子產品市場需求的擴大及動力、儲能設備的發展，動力型鋰電池開始應用于電動工具、電動汽車上，因此對鋰電池性能的要求也越來越高。

鋰二次電池的負極材料由于在與鋰金屬同等的極低的電位下儲藏及脫嵌鋰和電子，可能有大量溶劑遭受還原分解，不管負極材料的種類如何，在負極上電解液中的溶劑一部分發生還原分解，通過分解物的沉積、氣體產生、電極的膨起而阻礙鋰離子的移動，在高溫、高電壓下使用電池時導致電池特性降低、電池發生變形。另外，將鋰金屬或其合金、錫或硅等金屬單質或金屬氧化物作為負極材料使用在鋰二次電池中，雖然初期的容量高，但與碳材料的負極相比，加速產生非水溶劑的還原分解，導致電池容量或循環特性等性能大大降低，也會引起電極的膨起進而導致電池發生變形。

當正極材料為LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiFePO₄等，在高溫、高電壓環境下下使用電池時(以鋰基準計為3.5V以上的高電壓下儲藏及脫嵌鋰和電子)，會有有大量溶劑遭受氧化分解，分解物的沉積導致電阻增大，也會由于溶劑的分解而產生氣體從而使電池膨起。

在平板終端或超級本等薄型電子設備中，大多采用層壓型電池或方型電池。由于這些電池為薄型，容易產生因膨脹導致的變形問題。在電動汽車領域，隨著人們對續航能力需求提高，具有高能量密度、長循環、安全性能高的蓄電裝置變的尤為重要。但是目前蓄電裝置，尤其是鋰離子電池在使用過程中，產氣嚴重且電池容量會持續衰減，產氣也會導致電池容量衰減甚至出現“跳水”現象。

因此，本領域技術人員致力于開發能夠兼顧電池長壽命化與抑制氣體產生的非水電解液及蓄電池裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種非水電解液及使用了其的鋰離子電池。

在本發明的第一方面，提供了一種鋰離子電池非水電解液，所述鋰離子電池非水電解液包含第一化合物和第二化合物，其中所述第一化合物的結構如式I所示，所述第二化合物的結構如式II所示：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自獨立的選自：H、和帶有或不帶有取代基的C_1-8烷基(具有1～8個碳原子的直鏈或支鏈烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基，或類似基團)。

在另一優選例中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自獨立為H。

在另一優選例中，所述鋰離子電池非水電解液中，所述第一化合物的質量百分含量為0.1％～10.0％。以所述鋰離子電池非水電解液的總質量為100％計。優選地，所述第一化合物的質量百分含量為0.2％～5％。最優選地，所述第一化合物的質量百分含量為約0.5％～2％。