[發(fā)明專利]非水電解液及其鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210573631.7
• 申請(qǐng)日: 2022-05-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114824483A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛沖;歐霜輝;王霹霹;王曉強(qiáng);黃秋潔;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: 侯柏龍

本發(fā)明提供了一種非水電解液及其鋰離子電池，該非水電解液包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑和添加劑，添加劑包括結(jié)構(gòu)式I所示的不飽和離子液體鹽，其中，R₁、R₂、R₃各自獨(dú)立地表示H、鹵素、碳原子數(shù)為1?6的烴基、碳原子數(shù)為1?6的烯基、炔基、苯基、苯甲基、聯(lián)苯基或己內(nèi)胺。本發(fā)明的不飽和離子液體鹽含有硫氧雙鍵和碳碳雙鍵，在電芯化成階段，含硫不飽和鍵會(huì)形成無(wú)機(jī)物以及碳碳雙鍵的聚合形成聚合物，這些有效組分能夠穩(wěn)定改善電芯在高溫存儲(chǔ)和循環(huán)過(guò)程界面成分，抑制了有害組分對(duì)電解液的破損，從而使得電池高溫存儲(chǔ)及循環(huán)性能得到明顯的改善，能提高高電壓三元鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能、高溫循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非水電解液及其鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種綠色環(huán)保高能電池，是目前世界上最為理想也最具有潛力的可充電電池。相比于其他電池，鋰離子電池具備無(wú)記憶效應(yīng)、可快速充放電、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)和無(wú)環(huán)境污染等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于小型電子設(shè)備，如筆記本電腦、攝像機(jī)、手機(jī)、電子手表等。如今，隨著純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車及便攜式儲(chǔ)能設(shè)備等對(duì)鋰離子電池容量要求的不斷提高，人們期待研發(fā)具有快速充電能力的鋰離子電池來(lái)提高人們生活的便利性。

技術(shù)人員通過(guò)提高充電電流來(lái)提高鋰離子電池的充電速度,但是，隨著充電速度的提升帶來(lái)局部的鋰沉積；同時(shí)，由于鋰離子嵌入石墨速率低于鋰離子遷移速率，導(dǎo)致大量的鋰堆積，這將進(jìn)一步加劇鋰離子的沉積，鋰枝晶變得更容易產(chǎn)生。然而，鋰枝晶會(huì)導(dǎo)致電極電解液界面不斷分解再生，電解液持續(xù)消耗，最終導(dǎo)致鋰離子電池性能變差。此外，常規(guī)的電解液在高鎳電池中,很容易電池正極表面氧化分解的，特別在快充條件下，會(huì)加速電解液的氧化分解，同時(shí)促使正極材料的惡化反應(yīng)。

因此，必須開(kāi)發(fā)一種能耐4.35V高電壓的快充電解液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋰離子電池電性能的優(yōu)良發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種非水電解液及其鋰離子電池，此非水電解液能提高三元鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能、高溫循環(huán)性能。

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，所述添加劑包括結(jié)構(gòu)式I所示的不飽和離子液體鹽，

其中，R₁、R₂、R₃各自獨(dú)立地表示H、鹵素、碳原子數(shù)為1-6的烴基、碳原子數(shù)為1-6的烯基、炔基、苯基、苯甲基、聯(lián)苯基或己內(nèi)胺。

本發(fā)明的的非水電解液中加入結(jié)構(gòu)式I所示的不飽和離子液體鹽，不僅可降低正極的表面活性，抑制了電解液的氧化分解，更重要的是，該不飽和離子液體鹽含有硫氧雙鍵和碳碳雙鍵，在電芯化成階段，含硫不飽和鍵會(huì)形成無(wú)機(jī)物以及碳碳雙鍵的聚合形成聚合物，這些有效組分能夠穩(wěn)定改善電芯在高溫存儲(chǔ)和循環(huán)過(guò)程界面成分，抑制了有害組分對(duì)電解液的破損，從而使得電池高溫存儲(chǔ)性能及高溫循環(huán)性能得到明顯的改善，能提高高電壓(4.35V)三元鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能、高溫循環(huán)性能。

作為一較佳技術(shù)方案，所述結(jié)構(gòu)式I所示的不飽和離子液體鹽選自化合物1-化合物20中的至少一種：

其中，化合物1的合成可參考以下路線制得：

化合物2-化合物20的合成過(guò)程，將化合物A對(duì)應(yīng)替換為化合物B-化合物T可制得化合物2-化合物20，化合物A-化合物T結(jié)構(gòu)式如下：