[发明专利]电解液添加剂、含该添加剂的电解液及使用电解液的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解液的添加剂，包含该添加剂的电解液，以及使用所制备电解液的锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池容量大、充电速度快、循环寿命长，已广泛用于日常生活的各类电子设备上。大量研究显示，缩短锂离子电池使用寿命的主要原因是电极在高温高压环境下容易与电解液发生反应，造成电极材料损耗、电解液变质，而且很多时候产生的大量气体还会造成电池体积膨胀，种种变化都容易导致电池性能变劣、使用寿命缩短。目前的解决方法是向电解液内添加具有稳定作用的添加剂以抑制电极与电解液的反应，例如氟苯、环己基苯、环己基氟苯等，但这类添加剂的粘度很高，显著降低了电解液的流动性，从而影响了离子在电解液中的传递速率，降低了电池的性能。

为解决上述技术问题，一般通过在电极表面覆上SEI膜，以阻止电极和电解液反应，如中国专利文献CN102964372A公开了一种卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料，其化学结构中含有有机碳酸酯基团和含卤硅烷基团，将该卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料用作功能添加剂应用于锂离子电池电解液内，有机碳酸酯基团有助于锂离子的离解和传导，含卤硅烷基团能够改进电极表面性能、提高材料的界面性能。

上述添加了卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的电解液能够与负极在界面形成SEI膜，SEI膜能够抑制电极与电解液在高温高压下反应，从而能够延长锂离子电池的寿命；但是，负极周围的卤硅烷功能化碳酸酯电解质容易被还原成卤化氢，卤化氢又容易与电解液进一步反应生成卤化锂，卤化锂不断在负极表面富集造成SEI膜增厚，使得锂离子的传导率降低，电池的充放电速度降低、使用寿命缩短；而且，上述反应及电解液水解产生的大量卤化氢气体使得电池体积极易膨胀，导致电池性能进一步降低、使用寿命进一步缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术的卤硅烷功能化碳酸酯电解质在负极被还原为卤化氢，卤化氢与电解液反应生成卤化锂不断沉积在负极表面，造成SEI膜增厚、锂离子传导率降低，而且电池运行中产生的大量气体易造成电池体积膨胀，这些都导致了电池性能下降和使用寿命缩短；进而提出一种所组成的电解液能够在电极表面形成SEI膜以阻止电极的损耗，同时又不会降低电池性能、缩短电池寿命的电解液添加剂。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电解液添加剂，所述添加剂为：

其中，R₁-R₆分别为碳原子数为1-4的烷基，R₇为-OCH₃或-OC₂H₅，R₈为碳原子数为2-4的烯烃基。

所述R₁-R₆为相同的烷基。

所述添加剂为：

所述添加剂为：

所述添加剂为：

所述添加剂为：

包含所述添加剂的电解液，包括，非水溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂的重量为电解液总重量的0.1-3%。

所述电解液，以重量百分数计，包括，

非水溶剂81-91%

锂盐8.3–16.5%

添加剂0.1-3%。

所述电解液中，所述添加剂的重量为所述电解液总重量的0.5-2%。

所述电解液，以重量百分数计，包括，

非水溶剂83-89%

锂盐10–15%

添加剂0.5-2%。

还包括碳酸亚乙烯酯，所述碳酸亚乙烯酯的重量为所述电解液总重量的0.5-5%。

所述非水溶剂为碳酸酯类、羧酸酯类、磺酸酯类、硫酸酯类、亚硫酸酯类、腈类溶剂中的至少一种。