[發明專利]一種鋰電池用電解液及鋰電池、雙硼酸酯類溶劑的應用

在審

• 申請號: 202010881154.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111883845A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 趙生榮
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0567;H01M10/052
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種鋰電池用電解液及鋰電池、雙硼酸酯類溶劑的應用，所述電解液中包含鋰鹽和溶劑，所述溶劑包括式A所示化合物。本發明所述電解液擁有較寬的液程，同時兼顧電池高低溫性能和安全性能，所制備的鋰電池擁有優異的循環壽命，改善了電池的高溫產氣和循環過程中的直流內阻增長，提高了電池的安全可靠性。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種用鋰電池用電解液及鋰電池、雙硼酸酯類溶劑的應用。

背景技術

現代社會由于移動通訊、數碼產品、電動工具和電動汽車的發展，對高能電源的需求日益迫切。鋰離子電池作為一種能量密度高、循環性能優異及環境友好的化學儲能體系正在被廣泛研究，而電解液作為鋰電池正負極連接的橋梁，對電池的應用范圍、安全性能和容量的發揮，起著舉足輕重的作用。

理想的電解液應該具備以下幾個特征：離子電導率高、在較寬的溫度范圍內能保持穩定、電子電導率低、良好的化學穩定性、成本低廉、不易燃、安全性好和無毒無污染等。目前常用的碳酸脂類電解液在充電截止電壓超過4.2V時會發生氧化分解造成電池膨脹、內阻上升，從而導致整個電池的綜合性能下降。此外，常規的電解液溶劑大多為烷基碳酸酯類化合物，其閃點較低，安全及可靠性不能完全滿足使用條件。

CN111261924A提供了一種鋰電池用電解液，包括鋰鹽、有機溶劑和功能添加劑，所述的功能添加劑包括占所述的鋰電池電解液總質量0.1％～10％的第一添加劑、占所述的鋰電池電解液總質量0.1％～2％的第二添加劑和占所述的鋰電池電解液總質量0.1％～3％的第三添加劑，所述的第一添加劑為氟代環狀碳酸酯和/或氟代醚，所述的第二添加劑為硅烷化合物，所述的第三添加劑為腈類化合物。該發明在高鎳正極材料與硅負極匹配的鋰離子電池中，非水電解液中氟代環狀碳酸酯、氟代醚、硅烷以及腈類的協同，提高初始容量、抑制內阻增大，改善了常溫循環性能和高溫下氣脹。但是，該發明涉及的電解液在25℃時電池容量百分率相對較低。

CN103943883A公開了一種硼酸酯類化合物作為高電壓鋰離子電池電解液添加劑的應用，該發明公開了一種高電壓鋰離子電池電解液，是在普通電解液添加相當于普通電解液質量0.1～5％的功能添加劑得到的。該普通電解液由環狀碳酸酯溶劑、線型碳酸酯溶劑和導電鋰鹽構成，而功能添加劑為上述硼酸酯類化合物。該添加劑的添加一方面優化了正極/電解液界面，降低正極的表面活性，抑制電解液的氧化分解；另一方面，由于硼元素的引入，電解液的安全性也得到提高。該高電壓鋰離子電池電解液能提高高電壓(3～4.9Vvs.Li/Li+)鋰電池的安全性能和循環性能。但是，該電解液硼元素是作為添加劑出現的，對安全性的提高有限。

綜上，開發一種兼顧電池高低溫性能和安全性能的電解液十分必要。

發明內容

本發明提供了一種用鋰電池用電解液及鋰電池、雙硼酸酯類溶劑的應用，所述電解液擁有較寬的液程，同時兼顧電池高低溫性能和安全性能。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的目的之一在于提供一種鋰電池用電解液，所述電解液中包含鋰鹽和溶劑，所述溶劑包括式A所示的化合物：

式A中，所述R₁、R₂和R₃各自獨立地選自C1～C10(例如C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9等)亞烷基或C2～C10(例如C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9等)亞烯基。