[发明专利]一种用于锂离子电池的非水电解液和锂离子电池

说明书

本申请公开了一种用于锂离子电池的非水电解液和锂离子电池。本申请的非水电解液，包括结构式一的第一化合物的至少一种和结构式二的第二化合物的至少一种；结构式一中，R₁、R₂独立选自碳原子数为1‑5的烃基或氟代烃基，R₁和R₂中至少一个为氟代烃基，氟代烃基中至少有两个氢被氟取代，结构式二中R₃、R₄、R₅独立选自碳原子数为1‑5的饱和烃基、不饱和烃基或卤代烃基，R₃、R₄、R₅中至少有一个为不饱和烃基。本申请的非水电解液，通过第一化合物和第二化合物协同作用，既改善了高电压锂离子电池高温循环性能，又避免了负极表面分解产气。且第一化合物部分参与负极成膜反应，改善负极界面情况，保障电池低温放电性能和倍率性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池电解液领域，特别是涉及一种用于锂离子电池的非水电解液和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、无记忆效应和循环寿命长等优点，不仅在手机、笔记本电脑等数码产品领域得到了广泛的应用，而且也被认为是电动车、大型储能装置的最佳选择之一。目前智能手机、平板电脑等电子数码产品对电池的能量密度要求越来越高，使得商用锂离子电池难以满足要求。提高锂离子电池的充电电压是提高电池能量密度的最有效途径之一。

目前锂离子电池电解液采用碳酸酯作为溶剂，当锂离子电池的充电电压大于4.2V，碳酸酯溶剂会在正极材料表面被氧化分解，产生气体和其它分解产物。一方面，产生的气体会导致电池鼓胀，给电池带来安全隐患，另一方面，其分解产物会明显增加电池的阻抗，从而降低电池的各个性能。因此，对于高电压锂离子电池，有必要开发比碳酸酯氧化电位更高的溶剂。中国专利申请CN104704657A中公开了一种含氟取代的羧酸酯及磷酸酯的电解液，能够改善高电压锂离子电池的高温循环性能。但本申请人发现，氟代羧酸酯与碳负极材料的兼容性能不好，在电池充电过程中，会在负极表面被还原分解产生大量的气体，这个电池带来极大的安全隐患，同时明显恶化电池的性能。磷酸酯虽然在一定程度可以抑制氟代羧酸酯的分解，但高温循环及高温储存性能有待进一步提高。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的锂离子电池非水电解液和采用该电解液的锂离子电池。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种用于锂离子电池的非水电解液，包括选自结构式一所示的第一化合物中的至少一种和选自结构式二所示的第二化合物中的至少一种；

结构式一R₁COOR₂，

结构式一中，R₁、R₂分别独立的选自碳原子数为1-5的烃基或氟代烃基，且R₁和R₂中至少一个为氟代烃基；氟代烃基中至少有两个氢被氟取代；

结构式二

结构式二中，R₃、R₄、R₅分别独立的选自碳原子数为1-5的饱和烃基、不饱和烃基或卤代烃基，且R₃、R₄、R₅中至少有一个为不饱和烃基。