[發明專利]一種適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011265621.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112271335A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 全家岸;劉蕊;孫艷光;義麗玲;周立;馬美朋
• 申請（專利權）人: 廣州天賜高新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州市科豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44467
• 代理人: 龔元元

本發明屬于電解液領域，具體為一種適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液，所述電解液中含相當于電解液總重的0.1％?3％的添加劑，R1、R2各自獨立地選自?H、?F、氰基、氟取代或未取代的C2～C6烷基、氟取代或未取代的C2～C6烯基、氟取代或未取代的C2～C6炔基、氟取代或未取代的C2～C6烷氧基、氟取代或未取代的C2～C6胺基、氟取代或未取代的C6～C12芳基、氟取代或未取代的C5～C12雜環基，其能夠改善高鎳鋰離子電池所應有的電解液的高低溫的存儲、循環性能，同時，還公開了一種鋰離子電池。

技術領域

本發明涉及電解液領域，具體為一種適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液和鋰離子電池。

背景技術

高鎳三元(Ni≥85％)鋰離子電池高溫性能較差，在60℃高溫存儲、45℃高溫循環過程中容易產氣，影響電池的安全性能和使用壽命。

CN201910169541.X公開了一種三元鋰離子電池非水電解液及含該電解液的高鎳三元鋰離子電池。該發明所述三元鋰離子電池電解液包含電解質鋰鹽、非水有機溶劑和成膜添加劑。所述成膜添加劑含有、化合物。該化合物為直鏈或直鏈酯，其含有或不含有F取代基，化合物為該添加劑能夠在三元材料表面形成一層均勻致密的保護膜，減少電解液在電池材料表面的氧化反應，所形成的SEI膜穩定致密，減小了電池在循環過程中交流阻抗的增加，提高了電池循環性能，其HOMO能量要稍高于碳酸乙烯酯，因此會先于碳酸乙烯酯在正極表面氧化分解反應，從而抑制電解液溶劑的分解反應，對于提升NCM/石墨電池在45℃高溫下的循環性能有積極作用。

CN201810956297.7公開了一種高鎳三元鋰離子電池非水電解液及含該電解液的高鎳三元鋰離子電池，涉及鋰離子電池技術領域。所述高鎳三元鋰離子電池電解液包含電解質鋰鹽、非水有機溶劑和成膜添加劑。所述成膜添加劑含有硫酸乙烯酯和磷酸酯類化合物，任選的，還可含有常規負極成膜添加劑。磷酸酯類化合物中至少有一個取代基為鹵代基；該發明中的磷酸酯類添加劑能在正極材料表面形成保護膜，避免了NCM顆粒在循環過程中顆粒內裂紋的產生，減少了過渡金屬元素在高溫下的溶出，提升電池的常溫循環性能、高溫循環性能和高溫儲存性能。

高鎳正極材料被廣泛的采用，但是改善高鎳正極材料的高低溫性能的電解液材料也才剛剛被研究。

本案解決的技術問題是：如何開發出適用于高鎳正極材料的其他電解液添加劑以及電解液。

發明內容

本發明的目的在于提供適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液，該電解液含有如式1所示的添加劑，其能夠改善電解液的高低溫的存儲、循環性能，同時，還公開了一種鋰離子電池。

在不做特殊說明的情況下，本發明的％、份均為重量百分比和重量份，M代表mol/L。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液，所述電解液中含相當于電解液總重的0.1％-3％的添加劑；

所述添加劑具體如下式1的結構：

其中，R1、R2各自獨立地選自-H、-F、氰基、氟取代或未取代的C2～C6烷基、氟取代或未取代的C2～C6烯基、氟取代或未取代的C2～C6炔基、氟取代或未取代的C2～C6烷氧基、氟取代或未取代的C2～C6胺基、氟取代或未取代的C6～C12芳基、氟取代或未取代的C5～C12雜環基。

在上述的適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液中，所述添加劑為以下添加劑中的一種或多種的組合：

在上述的適用于高鎳正極材料的鋰離子電池的電解液中，所述電解液為碳酸酯基電解液。