[發明專利]一種電解液及含該電解液的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110481426.3
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113328140B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 高杰;熊偉;鄧豪;馬斌;陳杰;楊山;李載波
• 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
• 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

本發明提供了一種電解液及含該電解液的鋰離子電池，加入環狀磺酸化合物作為一添加劑，此種添加劑可以在鋰離子電池負極還原，形成致密且穩定的保護膜，且磺酸基中心的S原子電負性強，能夠抑制電解液分解產生氫氟酸，穩定電解液的各項成分，同時保護正極材料防止過渡金屬的溶出，從而改善鋰離子電池在高溫高壓下的循環和儲存性能。此外，該環狀磺酸化合物的側鏈基團上的氟代烷基還可以在負極上形成富氟的SEI膜，穩定負極結構，從而更進一步提升電池的長期循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，具體涉及一種電解液及含該電解液的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因其工作電壓高、比能量大、循環壽命長及無記憶效應等特點而被人們廣泛應用，目前鋰離子電池已經普遍應用于3C數碼消費類電子產品領域。隨著5G時代的到來，人們對鋰離子電池的能量密度也提出了更高的要求，提高鋰離子電池的充電截止電壓是增加能量密度的重要手段之一。

而電解液作為鋰離子電池的“血脈”，在正負極之間負責傳輸鋰離子，對鋰離子電池的容量、內阻、電壓、循環、倍率、安全性等起到至關重要的作用。然而，在高電壓下，電解液會在正極表面持續發生氧化分解反應，不斷消耗活性鋰離子，導致電池高溫儲存性能惡化，無法滿足客戶和項目性能需求，

有鑒于此，確有必要提供一種解決上述問題的技術方案。

發明內容

本發明的目的之一在于：提供一種電解液，解決了目前鋰離子電池電解液在高溫高壓下使用存在性能惡化的問題，本發明提供的電解液有效改善了電池在高溫高壓下的存儲和循環性能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種電解液，包括鋰鹽、有機溶劑和具有如式Ⅰ所示的環狀磺酸化合物，

其中，R₁為碳原子數為1～5的取代或未取代的烷基、碳原子數為2～5的取代或未取代的烯基、碳原子數為2～5的取代或未取代的腈類中的任意一種，當碳原子經取代時，取代基為氰基或鹵素；R₂、R₃、R₄、R₅各自獨立的選自氫原子、氟原子、碳原子數為1～3的取代或未取代的烷基中的任意一種，當碳原子經取代時，取代基為鹵素。

優選的，所述環狀磺酸化合物為以下結構式中的至少一種：

優選的，所述環狀磺酸化合物的含量可為電解液總含量的0.3～0.5wt％、0.5～0.7wt％、0.7～1wt％、1～1.2wt％、1.2～1.5wt％、1.5～1.8wt％、1.8～2wt％、2～2.2wt％、2.2～2.5wt％、2.5～2.8wt％、或2.8～3wt％。

優選的，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF₆)、二氟磷酸鋰(LiPF₂O₂)、二氟雙草酸磷酸鋰(LiPF₂(C₂O₄)₂)、四氟草酸磷酸鋰(LiPF₄C₂O₄)、草酸磷酸鋰(LiPO₂C₂O₄)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)、四氟硼酸鋰(LiBF₄)、雙氟磺酰亞胺鋰(LiTFSI)和雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)中的至少一種。

優選的，所述鋰鹽的含量可為所述電解液總質量的0.1～1wt％、1～2wt％、2～3wt％、3～4wt％、4～5wt％、5～6wt％、6～7wt％、7～8wt％、8～9wt％、9～10wt％、10～11wt％、11～12wt％、12～13wt％、或13～15wt％。