[發明專利]一種鋰離子電池非水電解液、鋰離子電池以及制造方法

在審

• 申請號: 202011054285.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112186247A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 鄧朝暉
• 申請（專利權）人: 重慶市紫建電子股份有限公司;北京小米移動軟件有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/0587
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

本發明公開了一種鋰離子電池非水電解液，包括電解質鋰鹽、非水有機溶劑和添加劑，按在鋰離子電池非水電解液中的質量百分含量，所述添加劑包括組分A，組分B和組分C，所述組分A為0.1％?3％；所述組分B為10％?80％；所述組分C為0.1％?3％；組分B能夠提高電解液的氧化分解電位，能夠在負極表面形成鈍化膜，提高了電解液的循環性能，組分A可以有效抑制鈷元素從鈷酸鋰正極中析出，組分C可以在負極形成的含硫化合物可以改善負極鈍化膜的形貌，有效降低負極鈍化膜的阻抗，本發明提供一種高溫循環特性好并且高溫存儲中產氣少，同時低溫性能良好的鋰離子電池非水電解液，本發明還提供一種包括上述鋰離子電池非水電解液的鋰離子電池和制造鋰離子電池的制造方法。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池電解液技術領域，特別涉及一種鋰離子電池非水電解液、鋰離子電池以及制造方法。

背景技術

隨著移動技術發展，人們對消費類鋰離子電池的性能有了更高的要求，需要開發更高性能的鋰離子電池。

目前，為提高鋰離子電池的性能，一種有效的方法是提高電池的工作電壓從而增加電池的能量密度。但是，現有的常見商業化電解液適用于4.4V-4.45V體系，如碳酸酯類電解液，在4.45V-4.5V的電壓下工作時碳酸酯類化合物容易發生氧化分解，一方面，其部分產物會沉積在電極表面，增加電池的阻抗，嚴重惡化電池的電化學性能，另一方面，分解產生的氣體會導致電池鼓脹，帶來安全隱患，為提高電解液在高電壓(4.45～4.5V)下的穩定性，目前一種實用的方法是在該類電解液中加入氟代溶劑(典型者如DFEA)，降低電解液在高電壓下的分解速度。

據文獻報道(Electrochemistry Communications 44(2014)34–37)，一些氟代碳酸酯溶劑能夠明顯改善高電壓鋰離子電池的高溫循環性能，但是存在以下缺點，雖然采用此類溶劑的鋰離子電池的高溫循環性能得到改善，但電池在高于60℃的高溫下儲存時產氣更加嚴重，造成了明顯的安全隱患。

國際公開專利WO2016/02589A1公開的，加入氟代羧酸酯作為電解液溶劑可以提高高電壓鋰離子電池的高溫循環性能，但是存在以下缺點，該類化合物會加劇電池在高溫存儲時的膨脹，帶來安全風險。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提供一種高溫循環特性好并且高溫存儲中產氣少，同時低溫性能良好的鋰離子電池非水電解液，進一步提供一種包括上述鋰離子電池非水電解液的鋰離子電池和制造鋰離子電池的制造方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種鋰離子電池非水電解液，包括電解質鋰鹽、非水有機溶劑和添加劑，按在鋰離子電池非水電解液中的質量百分含量，所述添加劑包括組分A，組分B和組分C，所述組分A為0.1％-3％；所述組分B為10％-80％；所述組分C為0.1％-3％；

所述組分A為以下結構式(1)所表示的物質，

所述組分B為以下結構式(2)、結構式(3)、結構式(4)和結構式(5)所表示的物質之一或多種物質組合，

所述結構式(2)為R4-COO–R5；所述結構式(3)為R6-OCOO–R7；

所述結構式(4)為R8-O–R9；

所述結構式(5)為

所述組分C為以下結構式(6)所表示的物質，

作為優選的，所述結構式(1)中R1-R3均為含有X個碳原子、2X-2個氫原子和1個氮原子的腈基基團或者烷基腈基團，所述X為小于4的正整數，所述組分A為以下化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)和化合物(5)所表示的物質之一或多種物質組合，