[發明專利]一種高電壓鋰離子電池電解液及高電壓鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010620725.6
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111600074B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 高學友;劉文博;張霞;泉貴嶺;吳豪杰;趙文成
• 申請（專利權）人: 東莞維科電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達;郭寶煊

1.一種高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：包括鋰鹽、有機溶劑和添加劑，所述添加劑包括酸酐類添加劑、腈類添加劑、具有式Ⅰ所示結構的磷酸酯類添加劑和具有式Ⅱ所示結構的亞硫酸酯類添加劑中的至少一種，

其中，R0、R分別獨立地選自烷基、氟代烷基、烯基、炔基、苯基、氟代苯基、聯苯基或單氟代聯苯基；R1～R5分別自獨立地選自氟原子或氫原子；R6～R14中有一者為氟原子或-CF₃，其余為氫原子；R15為苯基或氟代苯基；

所述高電壓為4.4～5.0V。

2.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述具有式Ⅰ所示結構的磷酸酯類添加劑和/或所述具有式Ⅱ所示結構的亞硫酸酯類添加劑的添加量占所述電解液總質量的0.5～5％。

3.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述酸酐類添加劑的添加量占所述電解液總質量的0.2～0.5％。

4.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述腈類添加劑的添加量占所述電解液總質量的0.2～6％。

5.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述酸酐類添加劑包括鄰苯二甲酸酐、2-甲基馬來酸酐、丁二酸酐、1-丙基磷酸酐和檸檬酸酐中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述腈類添加劑包括乙二醇雙丙腈醚、1,3,6-已烷三腈、己二腈、丁二腈、五氟烷氧基環三磷腈和1,4-二氰基-2-丁烯中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述添加劑還包括1,3-丙烷磺酸內酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、1,3-丙烯磺酸內酯、1,4-丁磺酸內酯、三烯丙基異氰脲酸酯、磷酸三炔丙酯、磷酸三烯丙酯、4,4,4-三氟丁酸乙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、氟苯、三氟化硼四氫呋喃、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯和甲烷二磺酸亞甲酯中的至少一種。

8.根據權利要求7所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述添加劑的總質量占所述電解液總質量的5～15％。

9.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰或者六氟磷酸鋰與摻雜鋰鹽組成的混合鹽，所述摻雜鋰鹽包括雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、六氟銻酸鋰、六氟砷酸鋰、全氟烷基磺酰亞胺鋰、全氟烷基磺酰甲基鋰、二氟草酸磷酸鋰和四氟草酸磷酸鋰中的至少一種。

10.根據權利要求1所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述有機溶劑的添加量占所述電解液總質量的60～85％，所述有機溶劑包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一種和碳酸二乙酯。

11.根據權利要求10所述的高電壓鋰離子電池電解液，其特征在于：所述有機溶劑還包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸丁酯、丁酸乙酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯、乙酸乙酯、碳酸二丙酯和碳酸二丁酯中的至少一種。

12.一種高電壓鋰離子電池，充電截止電壓為4.4V～5.0V，包括正極、負極、設置于所述正極和所述負極之間的隔膜，以及電解液，其特征在于：所述電解液為權利要求1～11任一項所述的高電壓鋰離子電池電解液。

13.根據權利要求12所述的高電壓鋰離子電池，其特征在于：所述正極的活性材料為LiCo_wL_1-wO₂，其中，L為Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe，0w≤1。

14.根據權利要求12所述的高電壓鋰離子電池，其特征在于：所述正極的活性材料為LiNi_xCo_yMn_zM_1-x-y-zO₂或LiNi_aCo_bAl_cN_1-a-b-cO₂，其中，M和N分別獨立地選自Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V和Ti中的任意一種，且0≤y≤1，0≤x＜1，0≤z≤1，x+y+z≤1，0≤a1，0≤b≤1，0≤c≤1，a+b+c≤1。