[发明专利]一种非水电解液和一种锂离子电池

说明书

本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。本发明提供的非水电解液具有较好的抗亲核攻击能力，高活性的自由基离子O₂^.‑较难与这些溶剂发生亲核反应，从而有效抑制了材料中Li₂O流失，稳定了富锂正极材料的结构，有效缓解了材料电压滞后现象的发生。同时本发明提供的非水电解液具有抗氧化性好且不燃的特性，因此本发明提供的非水电解液制备的富锂电池具有较好的循环性能和较高的安全性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种非水电解液和一种锂离子电池。

背景技术

当前，开发具有更高能量密度的锂离子电池已成为发展新能源汽车和储能技术的关键。而高能量密度锂离子电池受限于正极材料的比容量。因此，开发高容量正极材料已迫在眉睫。

富锂xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂(M＝Co、Ni、Mn)具有高比容量(高达300mAh g^-1)、高安全性和低成本等特点已成为现阶段锂离子电池正极材料研究的热点。然而，富锂正极存在的最主要问题是电压滞后，即从充放电曲线上表现为放电平均电压随着循环次数的增加不断下降。在实际的应用过程中，材料的电压滞后会导致电池的输出功率降低，并严重影响电池管理系统对电池充放电状态的预测。

存在电压滞后这一现象的原因普遍认为是：富锂正极在首周充电活化过程中产生的O₂在高电位下易得到电子，生成自由基离子O₂^.-，该自由基离子会迅速地与碳酸酯溶剂发生亲核反应，反应产物有机羧酸锂和碳酸锂会沉积在电极表面，使电极表面电阻不断增加，造成电极材料中Li₂O的流失，引起材料中化学组分变化和相转变，表现为电池电压滞后的发生。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种非水电解液和一种锂离子电池，本发明提供的非水电解液可以防止电池电压滞后的现象发生。

本发明提供了一种非水电解液，包括有机溶剂和锂盐，所述有机溶剂选自非碳酸酯溶剂。

优选的，所述非碳酸酯溶剂选自含磷化合物、醚类化合物、离子液体、砜类化合物和腈类化合物中的一种或者几种。

优选的，所述含磷化合物选自具有式I所示结构的磷酸酯、式II所示结构的亚磷酸酯、式III所示结构的链状磷腈化合物和式IV所示结构的环三磷腈化合物中的一种或几种，

式I、II、III中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、R₇和R₈独立的选自碳原子数为1～12的烷基、碳原子数为1～12的含氟烷基、芳香基或含氟芳香基，其中，式III中n为1～10的整数；

式IV中，R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃和R₁₄独立的选自氢原子、卤素、烷基、含氟烷基、烷氧基、含氟烷氧基、芳香基或含氟芳香基。

优选的，所述醚类化合物选自具有式V所示结构的化合物中的一种或几种，

式V中，m为0～10的整数；

R₁₅和R₁₆独立的选自苯基、卤素、C1～C12的直链或支链烷基、C1～C12的直链或支链含氟烷基。