[發明專利]一種鋰離子電池非水電解液和鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010721690.5
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111883828B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 郭營軍;賴定坤;申海鵬;孫春勝;張和平
• 申請（專利權）人: 香河昆侖新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種鋰離子電池非水電解液和鋰離子電池，所述鋰離子電池非水電解液中包括結構如下式I所示的噻二唑烷?二氧化物類化合物添加劑，所述添加劑可以有效地提升電解液在高溫下的自身穩定性，抑制溶劑的氧化分解，并且能輔助形成穩定的SEI膜，阻止電解液與電極材料反應，能有效的提升鋰離子電池的循環性能以及高溫存儲性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，涉及一種鋰離子電池非水電解液和鋰離子電池。

背景技術

伴隨著人類文明的進步，人們愈發的向往高品質高安全的生活水平，而新能源汽車、動力儲能及高性能數碼產品的發展是人們提高生活質量的必要條件，這就對電池的性能及適用范圍有了更高的要求，因此就需要開發能滿足需求日益增長的鋰離子電池。所以對于提高電池的循環壽命和溫度適用性顯得尤其重要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鋰離子電池非水電解液和鋰離子電池。所述鋰離子電池非水電解液可以解決目前鋰離子電池非水電解液的循環的容量衰減過快及高溫嚴重氣脹的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種鋰離子電池非水電解液，所述鋰離子電池非水電解液中包括結構如下式I所示的噻二唑烷-二氧化物類化合物添加劑：

其中R₁和R₂分別獨立地選自未取代的烴基(碳原子數：1～20)、氟原子、氟代烴基、含硅烴基、氰基取代的烴基；R₃和R₄選自氫原子、氟原子、未取代的烴基、氟代烴基、含氧烴基、含硅烴基、氰基取代的烴基。

結構式Ι的合成路線如下：

其中X為鹵素元素

具體合成步驟是：加入兩種原料，使用三乙胺作為催化劑，在0～80℃的溫度下反應4～6個小時得到產物噻二唑烷-二氧化物類化合物。

在本發明中，使用這類特殊添加劑可以有效地提升電解液在高溫下的自身穩定性，抑制溶劑的氧化分解，并且能輔助形成穩定的SEI膜，阻止電解液與電極材料反應，因此能有效的提升鋰離子電池的循環性能以及高溫存儲性能。

優選地，所述噻二唑烷-二氧化物類化合物添加劑選自2,5-二甲基-1,2,5-噻二唑烷1,1-二氧化物、2-氟-5-甲基-1,2,5-噻二唑烷1,1-二氧化物或2,5-二甲基-3-乙烯基-1,2,5-噻二唑烷1,1-二氧化物中的一種或至少兩種的組合。

所述2,5-二甲基-1,2,5-噻二唑烷1,1-二氧化物為化合物1；2-氟-5-甲基-1,2,5-噻二唑烷1,1-二氧化物為化合物2；2,5-二甲基-3-乙烯基-1,2,5-噻二唑烷1,1-二氧化物為化合物3，結構式分別如下所示：

優選地，以所述鋰離子電池非水電解液的總質量為100％計，式I所示的噻二唑烷-二氧化物類化合物的質量百分比為0.1～5％，例如0.5％、0.8％、1％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.5％、3.8％、4％、4.5％或5％。

優選地，所述鋰離子電池非水電解液中的溶劑選自碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯酯中的任意一種或至少兩種的組合。

優選地，所述鋰離子電池非水電解液中還包括除式I所示的噻二唑烷-二氧化物類化合物之外的其他添加劑。

優選地，所述其他添加劑包括不飽和環狀碳酸酯酯類化合物或磺酸內酯類化合物中的至少一種。