[发明专利]非水电解液及包含它的锂离子电池

说明书

本申请涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池，其中，电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述添加剂包括环状硫酸酯类化合物和钠盐。将本申请提供的电解液应用到锂离子电池中，不仅提高了锂离子电池的高温循环性能，而且显著改善了锂离子电池的倍率性能、低温放电性能和低温充电过程中的析锂影响。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池的高能量密度、长循环寿命、宽工作温度范围及绿色环保已使得其成为目前移动电子设备的主要能源。随着锂离子电池的广泛应用，对其环境适应性提出了较高的要求，现在的电子产品有时候需要在极端条件下使用，如温度很高或者很低的环境，一般地相对于常规环境而言，锂离子电池在极端条件使用时性能会恶化的非常明显。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的高低温性能有着重大的影响。然而一般情况下，从电解液的角度改善锂离子电池的高温性能和低温性能存在矛盾。一方面，通过加入成膜添加剂钝化正负极界面可改善高温性能，但由于同时增加了正负极界面阻抗，使得锂离子电池的低温性能严重恶化。另一方面，优化溶剂组成，使电解液低温下的粘度降低，电导率提高，如通过添加大量低粘度溶剂，可以提高锂离子电池的低温性能，但是电池的高温性能通常会变差，不能最终解决锂离子电池在应用中的问题。

因此，现在亟需提供一种电解液，能够改善锂离子电池的高温循环性能、倍率性能、低温放电性能及低温充电过程中的析锂情况。

发明内容

为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：包含有环状硫酸酯类化合物和钠盐的电解液，应用在锂离电池中后，不仅能够提高锂离子电池的高温循环性能，而且显著改善锂离子电池的倍率性能、低温放电性能和低温充电过程中的析锂影响。

本申请一方面在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其中，所述添加剂包括环状硫酸酯类化合物和钠盐。

所述环状硫酸酯类化合物为选自由下述式Ⅰ所示的化合物中的一种或多种：

其中R₁～R₄分别独立地为氢原子、卤原子或碳原子数为1～10的烷基中的任意一种，其中烷基碳链上的H可以部分或全部被卤素原子取代，所述卤素原子任选自F、Cl、Br、I中的一种，且n是1～3的整数。

所述钠盐选自NaPF₆、NaClO₄、NaAsF₆、NaBF₄、NaN(CF₃SO₂)₂、NaCF₃SO₃、NaN(FSO₂)₂、NaC(SO₂CF₃)₃中的一种或几种。

在根据本发明一方面所述的非水电解液中，所述环状硫酸酯类化合物在非水电解液中的质量分数为0.01％～3％。这是因为当环状硫酸酯类化合物在电解液中的添加量低于0.01％时，将不能有效地形成稳定的SEI膜，电池的高温性能无改善；而当环状硫酸酯类化合物的含量高于3％时，会在电极表面形成较厚的SEI膜而导致电池的低温性能变差。

在根据本发明一方面所述的非水电解液中，所述钠盐在非水电解液中的质量分数可为0.01％～2％。当钠盐在非水电解液中的质量分数低于0.01％时，其对负极阻抗的改善作用不明显，当钠盐在非水电解液中的质量分数高于2％时，过多的钠盐可能会破坏正负极的晶格结构，反而使得锂离子电池的性能变差。

优选地，所述具有式I结构的化合物可选自具有式III～式V结构的化合物中的一种或几种；