[發明專利]電解液及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110963728.4
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113594547B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 馮紹偉;陳超;劉靜;楊紅新
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發明提供了一種電解液及鋰離子電池。該電解液包括有機溶劑、LiPFsubgt;6/subgt;以及添加劑，添加劑包括具有下列式I所示的鄰亞苯基鹵膦酸類化合物，其中，R選自H、Csubgt;1/subgt;～Csubgt;8/subgt;的烷基取代基中的任意一種，X為鹵素。本申請電解液中的鄰亞苯基鹵膦酸類化合物中含有磷酸酯基團為環狀結構，該類型化合物在高電壓下穩定，可以改善電池高溫壽命，同時該層保護膜具有較低的阻抗。且包含磷酸酯基團的環狀結構與苯環存在共軛關系，從而在高溫或過充等濫用條件下，可進一步地提高電池安全性。并且，由于鄰亞苯基鹵膦酸類化合物在電解液中具有較高的溶解度，從而提高了電解液與正負極的兼容性，進而提高了電解液的電池性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體而言，涉及一種電解液及鋰離子電池。

背景技術

近年來，隨著新能源技術的發展，車用的鋰離子動力電池對鋰離子二次電池的性能提出了更高的要求。為了滿足電動汽車長續航里程、寬溫度范圍環境，需要開發具有更高的能量密度、更優異的高溫循環、存儲性能的鋰離子二次電池，以滿足車用動力電池10年以上的壽命要求。然而，高能量密度的鋰離子二次電池通常使用鎳含量較高的過渡金屬氧化物(如鎳鈷錳酸鋰)，同時電壓較高(比如最高工作電壓達到4.2～4.4V)，這些材料在高溫下容易發生界面劣化、顆粒破碎、氧化電解液導致高溫下壽命迅速衰減，因而有必要開發高溫下能夠穩定正極界面的電解液添加劑。

目前雖然有一些包括磷酸酯結構添加劑電解液的報道，用于改善電池壽命特性，然而，這些添加劑要么存在電解液中溶解度低，要么存在阻抗大，要么存在對壽命改善效果不充分的缺點。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種電解液及鋰離子電池，以解決現有技術中鋰離子電池在高溫下存在壽命短的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種電解液，該電解液包括有機溶劑、LiPF₆以及添加劑，添加劑包括具有下列式I所示的鄰亞苯基鹵膦酸類化合物，

其中，R選自H、C₁～C₈的烷基取代基中的任意一種，X為鹵素。

進一步地，上述鄰亞苯基鹵膦酸類化合物的質量為有機溶劑總質量的0.01～3％，優選為0.1～1％。

進一步地，上述R選自H、C₁～C₄的烷基取代基中的任意一種，優選R選自H、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基中的任意一種。

進一步地，上述X為F或Cl，優選鄰亞苯基鹵膦酸類化合物的選自中的任意一種或多種。

進一步地，上述添加劑還包括具有碳碳雙鍵的添加劑，具有碳碳雙鍵的添加劑的質量為有機溶劑質量的0.01～3％，優選為0.1～2％，進一步地，優選具有碳碳雙鍵的添加劑選自碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸亞乙酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙磺酸內酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯中的任意一種或幾種。

進一步地，上述有機溶劑包括環狀碳酸酯和鏈狀酸酯，環狀碳酸酯和鏈狀酸酯的體積比為15～40:60～85，優選環狀碳酸酯選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內酯中的一種或幾種；優選鏈狀酸酯選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的一種或幾種。

進一步地，上述LiPF₆的質量為電解液質量的10～20％。