[发明专利]一种用于锂离子电池的非水电解液及锂离子电池

说明书

本申请公开了一种用于锂离子电池的非水电解液及锂离子电池。本申请的非水电解液，包括不饱和磷酸酯类化合物和环状不饱和羧酸酐类化合物，所述不饱和磷酸酯类化合物具有式一所示结构，式一：其中，R1、R2、R3分别独立地选自碳原子数为1‑5的烃基，且R1、R2、R3中至少一个为含有双键或叁键的不饱和烃基；所述不饱和环状羧酸酐类化合物具有式二所示结构，式二：其中，R4选自碳原子数为2‑4的亚烯基或氟取代碳原子数为2‑4的亚烯基。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，一方面具有优异的高温循环性能和存储性能，同时具有较低的阻抗，低温性能优良。

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及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、比功率大、循环寿命长等特点，目前主要应用于3C数码类消费类电子产品领域和新能源动力汽车和储能领域。随着新能源汽车续航里程的要求不断提高和数码类消费电子产品的尺寸不断小型化，使得高能量密度化成为目前锂离子电池的主要发展趋势。提高锂离子电池工作电压是提高电池能量密度的有效途径。

提高锂离子电池的工作电压往往会带来性能的劣化。因为在高电压下，一方面电池正极的晶体结构存在一定的不稳定性，在充放电的过程中，会发生结构的塌陷从而导致性能的恶化；另一方面，在高电压下，正极表面处于高氧化态下，活性较高，容易催化电解液氧化分解，电解液的分解产物容易在正极表面发生沉积，堵塞锂离子的脱嵌通道，从而恶化电池性能。

电解液是影响电池综合性能的关键因素，特别地，电解液中的添加剂对电池的各项性能的发挥尤其重要。因此，要充分发挥三元镍钴锰材料的动力电池的性能，电解液的匹配是关键。目前实用化的锂离子电池电解液是添加传统的成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯(缩写VC)或氟代碳酸乙烯酯(缩写FEC)的非水电解液，通过VC和FEC的添加保障电池优异的循环性能。但VC的高电压稳定性较差，FEC高温下容易分解产气。因此，在高电压高温条件下，这些添加剂很难满足锂离子电池在高电压下和高温下的循环的性能要求。

专利申请201410534841.0中公开了一种含三键的磷酸酯化合物新型成膜添加剂，其不仅可以改善高温循环性能，还能明显改善储存性能。但本领域的科技工作者在研究中发现，三键的磷酸酯添加剂不仅能在正极成膜，而且能在负极成膜，其在负极的成膜会明显增大负极的阻抗，明显劣化了低温性能。

而环状不饱和羧酸酐类化合物作为锂电池电解液添加剂也很早见于一些相关文献和专利中，环状不饱和羧酸酐与三键的磷酸酯功能特点类似，也是能明显改善高温性能，但同时也会增大电池阻抗，劣化低温性能，抑制了非水锂离子电池在低温条件下的应用。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于锂离子电池非水电解液及使用该锂离子电池的非水电解液。

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，包括不饱和磷酸酯类化合物和不饱和环状羧酸酐类化合物，所述不饱和磷酸酯类化合物具有式一所示结构，

式一：

其中，R₁、R₂、R₃分别独立地选自碳原子数为1-5的烃基，且R₁、R₂、R₃中至少一个为含有双键或叁键的不饱和烃基；

所述不饱和环状羧酸酐类化合物具有式二所示结构，

式二：

其中，R₄选自碳原子数为2-4的亚烯基或氟取代碳原子数为2-4的亚烯基。