[發明專利]一種鋰離子電池電解液及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010947305.9
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN114171793A
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 袁杰;李云飛;甘朝倫;陳明凱;戴建才;趙世勇
• 申請（專利權）人: 寧德國泰華榮新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 周敏

本發明公開了一種鋰離子電池電解液及鋰離子電池。電解液包含有機溶劑、鋰鹽和添加劑，其中，有機溶劑包括氟代碳酸乙烯酯，鋰鹽包括濃度為1.3mol/L以上的LiPF₆和LiNO₃，還包括含硼鋰鹽或者氟代亞磷酸酯至少一種。本發明提供的鋰離子電池充放電常溫以及高溫循環性能好。

技術領域

本發明屬于電化學技術領域，具體涉及一種鋰電池電解液及鋰離子電池。

背景技術

采用硅材料作為鋰離子電池的負極，在電池充放電循環過程中，Li-Si合金的可逆生成與分解伴隨著巨大的體積變化，會引起合金的粉化或裂縫，導致硅材料結構的崩塌和電極材料的剝落，而使電極材料失去電接觸，造成硅負極鋰離子電池的循環性能急劇下降。同時由于副反應的發生，在充放電過程中會產生大量的氣體，容易導致電池內部脹氣。

LiNO₃可以在金屬鋰負極形成一層固體電解質界面膜，從而避免溶解在電解液中的多硫化鋰與金屬鋰反應發生還原，LiNO₃也可以抑制電池產氣。但是LiNO₃在碳酸酯中的溶解度并不好，且添加LiNO₃的電解液對硅負極電池的循環性能改善并不是很好。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能提高鋰離子電池的常溫和高溫循環性能的電解液。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明一方面提供了一種鋰離子電池電解液，包含有機溶劑、鋰鹽和添加劑；其中，所述有機溶劑包括氟代碳酸乙烯酯，所述的鋰鹽包括濃度為1.3mol/L以上的LiPF₆和LiNO₃；所述電解液還包括至少如下之一的成分：

A所述的鋰鹽還包括含硼鋰鹽；

B所述的添加劑包括氟代亞磷酸酯。

優選地，所述的氟代碳酸乙烯酯占所述電解液總質量的5～30％，進一步優選為10～20％。

優選地，所述LiPF₆的濃度為1.3～3mol/L，進一步優選為1.5～2mol/L。

優選地，所述LiNO₃的濃度為0.01～0.2mol/L，進一步優選為0.05～0.15mol/L。

優選地，所述含硼鋰鹽的濃度為0.1～0.5mol/L，進一步優選為0.1～0.3mol/L。

優選地，所述的氟代亞磷酸酯占所述電解液總質量的0.01～5％；進一步優選為0.1～2％。

優選地，所述含硼鋰鹽為LiDFOB、LiBOB、LiBF₄中的一種或幾種。

優選地，所述有機溶劑還包括環狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯以及羧酸酯中的一種或多種。

優選地，所述電解液還包括溶解促進劑。

進一步優選地，所述的溶解促進劑為CuF₂。

本發明另一方面還提供了一種鋰離子電池，包括正極、負極、置于所述正極和所述負極之間的隔離膜、以及電解液；其中，所述電解液為上述任一種所述的電解液。

優選地，所述負極的活性材料為硅碳、或氧化亞硅以及人造石墨的復合負極材料。

本發明通過使用該電解液，可以很好的改善硅碳材料作為負極的鋰離子電池的循環性能，以及氣體的產生和脹氣問題。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：