[发明专利]一种高/低温性能兼顾的高电压三元正极材料体系锂离子电池电解液

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电解液，所述电解液包括非水性有机溶剂、锂盐、成膜剂和添加剂；所述锂离子电池电解液中同时加入氟苯腈、氟苯、草酸磷酸锂盐、氟代磷酸锂盐四种添加剂，上述添加剂的同时使用会产生协同效应，使得三元正极材料电池在高电压(4.3～4.5V)条件下具有优异的循环性能、高温储存性能、低温放电性能和安全性能等优点，很好解决了现有技术中高电压三元电池电解液循环性能、高温性能好和低温性能无法同时兼顾的问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高/低温性能兼顾的高电压三元正极材料体系的锂离子电池电解液及包含所述电解液的高电压锂离子电池。

背景技术

高电压三元正极材料锂离子电池由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，在手机、笔记本电脑等便携式电子设备中获得广泛应用，而且也被认为是电动车、大型储能装置的最佳选择之一。目前电动工具、电动车、大型储能装置对电池的能量密度要求越来越高，使得商用三元正极材料锂离子电池(工作电压4.2V)难以满足要求。现有的研究表明提高电池的工作电压是提升三元正极材料锂离子电池能量密度最有效的途径之一，发展更高电压的三元动力电池是电池技术发展的趋势，也是新能源汽车发展必然要求。然而三元动力电池工作电压提高后，会加速常规电解液的氧化分解，从而导致电池高温储存性能差、高温循环性能差、低温放电性能差及安全性差等问题，因此，研发适合高电压三元材料体系锂离子电池的电解液迫在眉睫。

目前，三元动力电池用的常规电解液主要由非水性有机溶剂、锂盐、成膜剂组成。在现阶段常采用在常规电解液中加入添加剂来改善其在高电压下的使用性能。公开号为CN104332650 A的中国专利采用“甲烷二磺酸亚甲酯+氟代碳酸乙烯酯”作为添加剂制备了一种高镍三元正极材料体系锂离子电池的高压电解液，其能有效改善电池循环性能，但是其在高温条件下的不稳定性，很容易引起电池气胀及电池可逆容量损失严重；公开号为CN105140546 A的中国专利采用“甲烷二磺酸亚甲酯+锂盐型添加剂+环状酸酐化合物”作为添加剂制备了一种高电压三元正极材料体系锂离子电池电解液，其有效改善电池循环性能和高温性能，但是没有给出所述电解液的低温放电性能和安全性能；公开号为CN104269577A的中国专利采用“氟代碳酸乙烯酯+二腈化合物+2-甲基马来酸酐”作为添加剂制备了一种高电压锂离子电池电解液及高电压锂离子电池，也有效改善电池循环性能和高温性能；同样，其也未提及所述电解液低温放电性能和安全性能；公开号为CN104051786 A的中国专利采用卤代苯腈类化合物作为添加剂制备了一种高电压锂离子电池，但是所述卤代苯腈类化合物的加入仅仅是提高了高电压下锂离子电池的性能，并没提及电池的低温性能、常温性能和安全性能；公开号为CN103943884 A的中国专利采用草酸根基团的锂盐作为添加剂，所述草酸根基团的锂盐的加入虽然能同时提高电解液的高温性能和低温性能，但是并没有说明制备得到的锂离子电池能用在高电压条件(4.3～4.5V)下也具有高温性能和低温性能，同时也没有给出电池容量的恢复率等性能参数。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高/低温性能兼顾的高电压三元正极材料体系锂离子电池电解液，所述电解液可以同时有效改善三元正极材料电池在高电压(4.3～4.5V)条件下的循环性能、高温储存性能、低温放电性能和安全性能，很好解决了现有技术中高电压三元正极材料体系锂离子电池电解液的循环性能、高温性能和低温性能无法同时兼顾的问题。

本发明中，所述的“高/低温性能”是指本发明所述的锂离子电池电解液在高温下具有较好的存储性能，在低温下具有较好的放电性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池电解液，所述电解液包括非水性有机溶剂、锂盐、成膜剂和添加剂；所述添加剂包括氟苯腈、氟苯、多氟代草酸磷酸锂盐和氟代磷酸锂盐。