[发明专利]高压锂离子电池及其电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池及其电解液，尤其涉及一种高压锂离子电池及其电解液。

背景技术

能源问题是二十一世纪人类面临的共同问题，而电能是最方便的一种能源形式，为了存储电能并满足电子工业飞速发展以及电动汽车发展的需要，各类电池应运而生。其中锂离子电池以其高可逆容量、高电压、高循环性能和高能量密度等优异特性而备受世人青睐，因此被称为21世纪的主导电源且其应用领域不断扩大。随着人们对能量密度要求的提高，4.3V、4.4V等高电压体系的锂离子电池开始被广泛的研究。在较高电压下，保证高温存储时不胀气是科研人员一直以来关注的问题。由于高电压时的正极材料的氧化能力显著增强，在高温存储过程中电解液的溶剂被氧化产生气体，导致电池体积膨胀，同时造成容量的衰减和安全隐患。

因此，高电压中工作的锂离子电池必须解决的问题是能够抑制电解液溶剂在正极上被氧化而产生气体，进而提高其高温存储性能和安全性能。

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高压锂离子电池及其电解液，其能抑制电解液的溶剂在正极上被氧化而产生气体，提高其高温存储性能与安全性能。

本发明的目的在于提供一种高压锂离子电池及其电解液，其能改善高电压中工作的锂离子电池的循环性能。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种高压锂离子电池电解液，其包括非水有机溶剂、溶于非水有机溶剂的锂盐。其中，以高压锂离子电池溶剂和添加剂总质量计，非水有机溶剂包括：环状碳酸酯，含量为35%~53%；链状碳酸酯，含量为17%~39%；以及氟苯(FB)，含量为15%~30%。其中，所述高压锂离子电池电解液还包括选自以下至少一种的添加剂：碳酸亚乙烯酯(VC)，含量为0.5%~10%；氟代碳酸乙烯酯(FEC)，含量为3%~15%；1,3-丙烷磺内酯(PS)，含量为1%~7%。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种高压锂离子电池，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高压锂离子电池电解液。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的高压锂离子电池及其电解液，其能减少电池在高电压下的高温存储中气体的产生，进而提高电池的高温存储性能和安全性能，并且改善高电压下电池的循环性能。

附图说明

图1是根据本发明的实施例8和对比例6在室温下0.5C的放电容量柱形图。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明高压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高压锂离子电池电解液。

根据本发明第一方面的高压锂离子电池电解液包括非水有机溶剂、溶于非水有机溶剂的锂盐，其中：以高压锂离子电池溶剂和添加剂总质量计，非水有机溶剂包括：环状碳酸酯，含量为35%~53%；链状碳酸酯，含量为17%~39%；以及氟苯(FB)，含量为15%~30%；所述高压锂离子电池电解液还包括选自以下至少一种的添加剂：碳酸亚乙烯酯(VC)，含量为0.5%~10%；氟代碳酸乙烯酯(FEC)，含量为3%~15%；1,3-丙烷磺内酯(PS)，含量为1%~7%。

在根据本发明第一方面所述的高压锂离子电池电解液中，当氟苯含量小于15%时，电解液不能有效抑制碳酸酯溶剂的产气；但当氟苯含量大于30%时，电解液容易发生分层。发明优选地，氟苯(FB)的含量为20~30%；更优选地，氟苯(FB)的含量为23%，此时抑制产气的作用更为明显。

在根据本发明第一方面所述的高压锂离子电池电解液中，优选地，碳酸亚乙烯酯(VC)的含量为3%。

在根据本发明第一方面所述的高压锂离子电池电解液中，优选地，氟代碳酸乙烯酯(FEC)的含量为5%。

在根据本发明第一方面所述的高压锂离子电池电解液中，优选地，1,3-丙烷磺内酯(PS)的含量为3%。

在根据本发明第一方面所述的高压锂离子电池电解液中，优选地，所述环状碳酸酯包括：碳酸乙烯酯(EC)，含量为15%~30%；碳酸丙烯酯(PC)，含量为15%~25%。

在根据本发明第一方面所述的高压锂离子电池电解液中，优选地，所述链状碳酸酯包括：碳酸二乙酯(DEC)，含量为12%~35%；碳酸甲乙酯(EMC)，含量为0%~7%。更优选地，碳酸甲乙酯(EMC)的含量为4%~7%。当含量小于4%时，电解液粘度增大，当含量大于7%时，会降低电解液的沸点，高温存储过程中容易产气。