[發明專利]鋰離子電池電解液及包含該電解液的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110011127.3
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112909336A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 張宇;唐風娟;熊偉;馬斌;陳杰;李載波;楊山
• 申請（專利權）人: 惠州鋰威新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 潘俊達;王滔

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液，包括非水有機溶劑、鋰鹽和第一添加劑，第一添加劑選自式Ⅰ和式Ⅱ所示的噻吩基腈類化合物中的至少一種。另外，本發明還涉及一種包含該電解液的鋰離子電池。相比于現有技術，本發明的電解液用于高電壓電池體系時，能有效改善電池的電化學性能和安全性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液及包含該電解液的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池與其他電池相比，具有質量輕、體積小、工作電壓高、能量密度高、輸出功率大、充電效率高、無記憶效應和循環壽命長等優點，不僅在手機、筆記本電腦等數碼產品領域得到了廣泛的應用，而且也被認為是電動車、大型儲能裝置的最佳選擇之一。目前智能手機、平板電腦等電子數碼產品對電池的能量密度要求越來越高，使得商用鋰離子電池難以滿足要求。采用高容量正極材料或高電壓正極材料是提升鋰離子電池能量密度的最有效途徑。

然而在高電壓電池中，在正極材料充電電壓提高的同時，電解液的氧化分解現象會加劇，從而導致電池性能的劣化。另外，高電壓電池在使用過程中普遍存在正極金屬離子溶出的現象，特別是電池在經過長時間的高溫存儲后，正極金屬離子的溶出進一步加劇，導致電池的保持容量偏低。對于目前商業化的4.4V以上的鈷酸鋰電池和三元材料高電壓電池，普遍存在高溫循環和高溫存儲性能差的問題，主要體現在高溫循環后厚度膨脹和內阻增長較大，長時間高溫存儲后容量保持偏低。除此之外，現有的鋰離子電池，其電解液中采用的是有機溶劑，有機溶劑易揮發且具有可燃性，在電池遇到熱沖擊等濫用情況下，極易發生起火等事故。

有鑒于此，確有必要提供一種能兼顧電化學性能和安全性能的電解液。

發明內容

本發明的目的之一在于：針對現有技術的不足，而提供一種鋰離子電池電解液，用于高電壓電池體系時，能有效改善電池的電化學性能和安全性能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鋰離子電池電解液，包括非水有機溶劑、鋰鹽和第一添加劑，所述第一添加劑選自式Ⅰ和式Ⅱ所示的噻吩基腈類化合物中的至少一種，

其中，R₁～R₆相互獨立地選自氫、鹵素、三甲基硅基、取代或未取代的C₁～C₁₀烷基、取代或未取代的C₂～C₁₀烯基、取代或未取代的C₂～C₁₀炔基、取代或未取代的C₆～C₁₆芳基、取代或未取代的C₁～C₁₀烷磺?；?、取代或未取代的C₁～C₁₀烷?；⑷〈蛭慈〈腃₆～C₁₆芳磺酰基；X₁和X₂相互獨立地選自取代或未取代的C₁～C₁₅亞烷基、取代或未取代的C₂～C₁₅亞烯基、取代或未取代的C₂～C₁₅亞炔基、取代或未取代的C₆～C₁₆亞芳基、取代或未取代的C₅～C₁₅亞芳雜基、亞苯基、亞乙酰基、亞磺?；?/p>

作為本發明所述的鋰離子電池電解液的一種改進，所述式Ⅰ和式Ⅱ所示的噻吩基腈類化合物選自下列所示化合物中的至少一種：

作為本發明所述的鋰離子電池電解液的一種改進，以所述鋰離子電池電解液的總質量為100％計，所述第一添加劑的質量百分含量為0.05～2％。