[發(fā)明專利]非水電解液及其二次電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110669332.9
• 申請(qǐng)日: 2021-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113363580A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白晶;毛沖;王霹霹;歐霜輝;黃秋潔;陳子勇;戴曉兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海市賽緯電子材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;鄒敏敏

本發(fā)明提供了一種非水電解液及其二次電池，其中，非水電解液包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑和添加劑，添加劑包括環(huán)狀磺酰亞胺類化合物和氟代環(huán)狀碳酸酯類化合物，環(huán)狀磺酰亞胺類化合物的結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式1或結(jié)構(gòu)式2，氟代環(huán)狀碳酸酯類化合物的結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式3、結(jié)構(gòu)式4或結(jié)構(gòu)式5，其中，M⁺為L(zhǎng)i⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺，R₁為H或烷基。本發(fā)明通過(guò)環(huán)狀磺酰亞胺類化合物和氟代環(huán)狀碳酸酯類化合物的組合能有效的避免電解液中單一氟代環(huán)狀碳酸酯類化合的進(jìn)一步消耗以及電解液與負(fù)極界面之間的反應(yīng)，故能于增強(qiáng)鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、常溫循環(huán)性能、低溫放電性能和倍率性能的同時(shí)抑制其析鋰。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲(chǔ)能器械領(lǐng)域，具體涉及一種非水電解液及其二次電池。

背景技術(shù)

二次電池具有比能量高、比功率大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小等顯著優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池是一種常見(jiàn)的二次電池。商業(yè)用鋰離子電池的正極材料主要有錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰幾種，其充電截止電壓一般不超過(guò)4.2V，隨著科技的進(jìn)步及市場(chǎng)的不斷發(fā)展，提升鋰離子電池的能量密度日益顯得重要而迫切。

除了現(xiàn)有材料和電池的制作工藝改進(jìn)之外，高電壓(4.35V-5V)正極材料是對(duì)比熱門的研究方向之一，它是通過(guò)提升正極活性材料的充電深度來(lái)實(shí)現(xiàn)電池的高能量密度。然而三元材料電池工作電壓提高后，電池的充放電循環(huán)等性能卻下降。其中，電解液作為鋰離子電池的重要組成部分，對(duì)電池的充放電循環(huán)等性能下降有著重大的影響。電解液決定了鋰離子(Li⁺)在液相中的遷移速率，同時(shí)還參與固體電解質(zhì)界面(SEI)膜形成，對(duì)SEI膜性能起著關(guān)鍵性的作用，故而電解液可能導(dǎo)致鋰離子電池的高溫儲(chǔ)存性能較差、高溫循環(huán)性能較差、常溫循環(huán)性能較差；同時(shí)低溫下電解液的黏度增大，電導(dǎo)率降低，SEI膜阻抗增大，故電解液還可能導(dǎo)致鋰離子電池的低溫放電性能較差，甚至產(chǎn)生低溫析鋰的風(fēng)險(xiǎn)。

因此，亟需研發(fā)一種各方面性能優(yōu)異的非水電解液以滿足高能量密度三元材料電池的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種非水電解液及其二次電池，此非水電解液不僅可提高二次電池的高溫循環(huán)性能、常溫循環(huán)性能、倍率性能、低溫放電性能，更重要的是能有效避免低溫析鋰，故可滿足高能量密度、高電壓的三元材料電池的使用要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種非水電解液，包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑和添加劑，所述添加劑包括環(huán)狀磺酰亞胺類化合物和氟代環(huán)狀碳酸酯類化合物，所述環(huán)狀磺酰亞胺類化合物的結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式1或結(jié)構(gòu)式2，所述氟代環(huán)狀碳酸酯類化合物的結(jié)構(gòu)式為結(jié)構(gòu)式3、結(jié)構(gòu)式4或結(jié)構(gòu)式5，

其中，M⁺為L(zhǎng)i⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺，R₁為H或烷基。