[发明专利]锂离子电池及其电解液

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池，尤其涉及锂离子电池及其电解液。

背景技术

与其它的充电电池相比，锂离子电池具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、自放电低等优点。随着不断发展的便携式电子产品的小型化，迫切需要高能量密度的锂离子电池。但是在高温下应用现有的锂离子电池时，很容易发生副反应产生气体，导致电池膨胀而增加厚度，恶化电池性能。

在电池的充电过程中，由于阴极电位相对增大，造成阴极材料的反应活性增强，这样常规电解液容易发生氧化反应，尤其是在高温存储与高温循环过程中更为严重。因此，为了改进锂离子电池的高温存储性能，有必要开发一种能在阴极表面作用的添加物，以抑制阴极在较高温度下对电解液的分解反应。

发明内容

鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池及其电解液，其能在高温时抑制阴极活性材料对电解液的氧化作用，改善锂离子电池的高温存储性能。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供一种锂离子电池电解液，其包括非水有机溶剂、溶解于非水有机溶剂中的锂盐，其中，所述锂盐为LiPF₆，所述非水有机溶剂包括由通式I表示的化合物，

通式I中R₁、R₂、R₃和R₄为苯基、卤代苯基、烃基取代苯基中任意一种；M为金属锂、钠、钾中的任意一种；所述通式I表示的化合物在化成时发生氧化反应。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括：正极片；负极片；间隔于相邻正负极片之间的隔膜；以及电解液，其为根据本发明第一方面所述的锂离子电池电解液。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的锂离子电池及其电解液，其能在高温时抑制阴极活性材料对电解液的氧化作用，改善锂离子电池的高温存储性能。

附图说明

图1是本发明锂离子电池电解液使用的四苯硼钠的循环伏安曲线图；

图2是对比例1与实施例7的4.4V、60℃电芯存储前后全电池阻抗谱图；

图3是对比例1与实施例7的4.4V、60℃电芯存储前后阴极阻抗谱图；

图4是对比例1与实施例7的4.4V、60℃电芯存储前后阳极阻抗谱图。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明锂离子电池及其电解液以及实施例。

首先说明根据本发明第一方面的锂离子电池电解液。

根据本发明第一方面的锂离子电池电解液，包括非水有机溶剂、锂盐，所述锂盐为LiPF₆，所述非水有机溶剂包括由通式I表示的化合物，通式I中R₁、R₂、R₃和R₄为苯基、卤代苯基、烃基取代苯基中任意一种；M为金属锂、钠、钾中的任意一种；所述通式I表示的化合物在化成时发生氧化反应。

在根据本发明第一方面的锂离子电池电解液中，由于LiPF₆高温分解产生HF后容易引起在正极与电解液界面发生副反应（电解液在电极界面上发生的不可逆分解反应，主要是在正极材料表面），此副反应对正极性能具有明显影响，使得反应阻抗增加，造成电化学性能下降。而本发明中加入通式I表示的化合物，使得在电芯化成时在正极表面形成良好的表面钝化膜，从而降低了HF的不利影响，减弱了副反应发生的程度，起到了良好的高温存储效果。通式I的化合物在化成时发生氧化反应，其氧化产物的固态物质覆盖在阴极表面，能够起到保护阴极的作用，使得在高温应用时阻止阴极对电解液的氧化作用。

在根据本发明第一方面所述的锂离子电池电解液中，优选地，LiPF₆的浓度为0.9~1.2mol/L，以控制HF的产生量。

在根据本发明第一方面所述的锂离子电池电解液中，优选地，所述R₁、R₂、R₃和R₄分别优选为苯基，M为金属锂或钠，所述通式I表示的化合物为四苯硼锂或四苯硼钠。

在根据本发明第一方面所述的锂离子电池电解液中，优选地，所述R₁、R₂、R₃和R₄分别优选为卤代苯基，M为金属锂，所述通式I表示的化合物为四氟苯硼锂。