[发明专利]一种锂离子电池用电解液以及含有该电解液的二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体涉及一种锂离子电池用电解液以及含有该电解液的二次电池。

背景技术

随着石油等资源的匮乏及环境的恶化，锂离子二次电池成为新型绿色能源之一，目前已广泛应用于电子设备、移动通讯设备、交通设备等领域中。

锂离子电池的性能受正极、负极、电解液性能影响较大。正极活性材料主要选用的是钴酸锂（LiCoO₂）、锰酸锂（LiMn₂O₄）、三元等，与电解液进行可逆脱嵌锂离子，显示出较高的可逆电极电位。负极活性材料主要选用碳材料，显示出较低的可逆电极电位。目前，碳材料的容量已基本达到了理论容量，但是通常由于电解液中的锂是以溶剂化锂离子形式存在，首次充电时，体积较大的溶剂化锂离子会嵌入石墨微晶层，破坏石墨微晶层，造成容量损失，另外，理论容量高的负极大部分压实高，电解液无法充分润湿，严重影响了负极容量发挥。锂离子电池的容量在很大程度上受限于负极活性材料的容量发挥，而负极活性材料的容量发挥又与电解液的组成有很大关系。 

随着数码产品、电动汽车、电动工具等的发展，锂离子电池市场越发强劲，同时对电池的要求也越来越高。未来市场对电池的要求是：能量密度高，能长时间的供电；循环性能好，有较长的使用寿命；电化学窗口宽，南北、冬夏温度的差异，要求电池能在较高温及较低温环境下正常工作，而不出现安全和容量、循环性能大幅衰减的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池用电解液以及含有该电解液的二次电池，它能提高电池容量、改善充电/放电循环性能，使电化学窗口扩宽。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：它的电解液含有锂盐、有机溶剂，还含有占电解液重量百分比的0.5-5%成膜添加剂、1-15%氟苯类化合物、0.01-0.5%润湿剂、0.01-2%稳定剂。

所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯中的至少两种；

所述锂盐为LiPF₆、LiBF₄、LiODFB、LiBOB中的一种或两种，含量为1.0-1.4mol/L。

所述成膜添加剂选自亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、乙烯基碳酸亚乙酯、碳酸亚乙烯酯、二甲基亚硫酸酯、二乙基亚硫酸酯、二甲亚砜、三氟乙基膦酸、氟代乙酸基乙烷、氯甲酸甲酯、溴代丁内酸、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。

所述氟苯类化合物选自对氟甲苯、2-氟代甲苯、3-氟代甲苯、1,3-二氟苯、三氟甲苯、对氟苯酚、对氯氟苯、对溴氟苯、2-溴-4-氟苯酚、2,4-二氯氟苯、对氟苯甲砜、5-氟苯甲酸乙酯、1-乙酰氧基-2-氟苯、1-乙酰氧基-3-氟苯、1-乙酰氧基-4-氟苯、2-乙酰氧基-2,4-二氟苯、烯丙基五氟苯中的至少一种。

所述润湿剂选自含氟表面活性剂中的至少一种。

所述的含氟表面活性剂选自如下化学式的一种； 

R_fCONHC₃H₆N(CH₃)₂CH₂COOR                     式ⅠR_fSO₂NHC₃H₆N(CH₃)₂CH₂CH₂COOR                           式Ⅱ

R_fOC₆H₄CONHC₃H₆N(CH₃)₂CH₂CH₂CH₂SO₃R                   式Ⅲ

R_fCF=CH₂CH₂N(CH₃)₂CH₂CH₂OSO₃R                          式Ⅳ

其中：R_f为部分氢或全部氢被氟取代的碳原子数为1-6 直链烷基。