[发明专利]电解液及二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电解液及二次电池。

背景技术

提高二次电池的工作电压是提高二次电池的能量密度的有效途径之一。目前商业化的锂离子二次电池的负极主要采用石墨类活性材料，其嵌锂电位为0.1V(vs.Li/Li⁺)左右，已经非常接近金属锂的理论嵌锂电位。因此，提高锂离子二次电池的工作电压只能通过提高正极活性材料的嵌/脱锂电位。

然而在高工作电压下，正极活性材料对电解液的氧化能力显著增强，同时伴随过渡金属元素的溶出(尤其是锰元素)，锂离子二次电池在高温存储以及循环测试过程中，会致使电解液的有机溶剂不断地被氧化分解，导致锂离子二次电池体积膨胀，由此造成了锂离子二次电池的容量衰减及安全隐患。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电解液及二次电池，所述电解液能同时大幅提高二次电池的高温循环性能以及高温存储性能。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种电解液，其包括：有机溶剂；溶于有机溶剂中的电解质盐；以及添加剂。所述添加剂包括：硅烷化合物，包括式1所示的化合物中的一种或几种；以及二氧环醚中的一种或几种。其中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自H、F、Cl、Br、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为2～20的烯基、碳原子数为2～20的烯氧基、碳原子数为2～20的炔基、碳原子数为2～20的炔氧基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的芳氧基中的一种；R₄选自碳原子数为1～20的亚烷基、碳原子数为2～20的亚烯基、碳原子数为2～20的亚炔基、碳原子数为6～26的亚芳基中的一种；R₅选自H、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为2～20的烯基、碳原子数为2～20的烯氧基、碳原子数为2～20的炔基、碳原子数为2～20的炔氧基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的芳氧基中的一种；烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基上的氢原子还可被F、Cl、Br中一种或几种取代；烷基、烯基、炔基、芳基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基上的氢原子还可被F、Cl、Br、磺酸基、磺酰基、胺基、氰基中的一种或几种取代。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种二次电池，其包括根据本发明一方面所述的电解液。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的电解液能综合利用硅烷化合物及二氧环醚的协调作用，在正负极表面形成良好的保护膜，可以降低正极表面的反应活性，抑制电解液在负极的还原及在正极高电位下的氧化分解，抑制过渡金属元素的溶出，同时降低二次电池在循环过程中的阻抗增长率，因此能够同时大幅提高二次电池的高温循环性能及高温存储性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的电解液及二次电池。

首先说明根据本发明第一方面的电解液。

根据本发明第一方面的电解液包括：有机溶剂；溶于有机溶剂中的电解质盐；以及添加剂。所述添加剂包括硅烷化合物，包括式1所示的化合物中的一种或几种；以及二氧环醚中的一种或几种。其中，R₁、R₂、R₃各自独立地选自H、F、Cl、Br、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为2～20的烯基、碳原子数为2～20的烯氧基、碳原子数为2～20的炔基、碳原子数为2～20的炔氧基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的芳氧基中的一种；R₄选自碳原子数为1～20的亚烷基、碳原子数为2～20的亚烯基、碳原子数为2～20的亚炔基、碳原子数为6～26的亚芳基中的一种；R₅选自H、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、碳原子数为2～20的烯基、碳原子数为2～20的烯氧基、碳原子数为2～20的炔基、碳原子数为2～20的炔氧基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为6～26的芳氧基中的一种；烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基上的氢原子还可被F、Cl、Br中一种或几种取代；烷基、烯基、炔基、芳基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基上的氢原子还可被F、Cl、Br、磺酸基、磺酰基、胺基(可为伯胺、仲胺、叔胺或其组合)、氰基中的一种或几种取代。