[發明專利]一種耐高壓鋰離子電池及其電解液

有效

• 申請號: 202010967047.0
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112038698B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 葉士特;楊惠賢
• 申請（專利權）人: 廈門首能科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種耐高壓鋰離子電池及其電解液，包括非水碳酸酯溶劑、主鋰鹽、有機添加劑和鋰鹽型添加劑，所述有機添加劑中含有二(三甲基硅烷)磷酸酯的化合物中的至少一種。本發明通過添加劑組合的氧化分解在高電位下的正極形成穩定鈍化膜，抑制高電位下電極對電解液的氧化分解，從而有效的改善了電芯在循環壽命方面的性能發揮。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種耐高壓的鋰離子電解液。

背景技術

當下鋰離子電池發展的趨勢在于追求如何在更小的體積，或者更小的重量內能夠裝下更多容量的電池。這其中商業化應用開發中，提高電池電壓是一種常見的技術手段。因此如何提高電解液的耐氧化程度，也是未來電解液技術開發的一個重要課題。

常規電解液主要是由LiPF6，碳酸酯類溶劑及相關添加劑構成，其中LiPF6在使用的過程中容易受電芯制造過程中微量水分或其他雜質因素的影響，在電芯使用過程中會加劇分解生成HF，從而破壞正極材料的結構穩定性，造成過渡金屬離子的溶出，并且進一步在負極石墨表面沉積，造成電芯的容量迅速衰減。以上的惡化過程在隨著電芯的工作電壓的提高會越來約為顯著，由于常規電解液的氧化分解電壓在4.50V(vs.Li/Li+)附近，所以特別當工作電壓在4.40V以上的時候，惡化過程尤為顯著,因此需要一種能有效解決上述問題的耐高壓鋰離子電池及其電解液。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐高壓鋰離子電池及其電解液，

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

為了實現上述目的，本發明包括：非水有機溶劑；

主鋰鹽，溶解在非水有機溶劑中；

以及有機添加劑和鋰鹽型添加劑溶解在非水有機溶劑中，所述有機添加劑中含有一種二(三甲基硅烷)磷酸酯的化合物，所述二(三甲基硅烷)磷酸酯的化合物的結構式如下化合物(1)～化合物(3)中的至少一種：

進一步地，所述二(三甲基硅烷)磷酸酯的化合物質量占電解液的總的質量比為0.3％～2％；

進一步地，所述的鋰鹽型添加劑為含氟磷酸類的鋰鹽、含氟草酸磷酸類的鋰鹽和的一種或多種。

進一步地，所述鋰鹽型添加劑的含量為電解液總重量0～2％。

進一步地，所述非水有機溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)中的一種或多種。

進一步地，所述有機添加劑還包括碳酸亞乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、乙烯基碳酸乙烯酯(VEC),乙烯亞硫酸酯、丙烯亞硫酸酯、1,3-丙磺酸內酯(PS),硫酸乙烯酯(DTD)，丁二腈(SN)、己二腈(ADN)、乙二醇雙(丙腈)醚(DENE)中的一種或多種。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明所采用的添加劑二(三甲基硅烷)磷酸酯的化合物和鋰鹽型添加劑組合，在高電壓條件下，可以在正極形成致密的保護膜(CEI)，提高了循環過程中電解液和電極的穩定性，減少了電池體系在循環過程中的副反應的增加，從而使電池循環性能得到提升。

附圖說明

圖1為本發明提供的對比例1-3和實施例1-5的室溫循環測試結果對比圖；

具體實施方式

下面根據實施例對本發明作進一步說明，本發明的方式包括但不僅限于以下實施例。

參見圖1所示，本發明的一種鋰離子二次電池的電解液，其包括：非水碳酸酯溶劑；主鋰鹽；有機添加劑；鋰鹽型添加劑,有機添加劑中含有下列化合物1～化合物3的二(三甲基硅烷)磷酸酯的化合物中的至少一種；