[发明专利]锂离子电池非水电解液和锂离子电池

说明书

为了解决现有锂离子电池电解液在高压状态下循环性能和高温存储性能不足的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液。所述锂离子电池非水电解液，包括含氰基的化合物A和式Ⅰ所示的化合物B，本发明提供的锂离子电池非水电解液，同时含有含氰基的化合物A和化合物B，使得含有该非水电解液的锂离子电池在高压状态下同时具有较好的循环性能、高温存储性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池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、充电效率高、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。随着智能手机、平板电脑等电子数码产品的快速发展，其对电池的能量密度要求越来越高，使得目前的商用锂离子电池难以满足使用要求。采用高电压正极材料是提升锂离子电池能量密度的最有效途径。

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，要充分发挥锂离子电池，如钴酸锂材料锂离子电池的性能，电解液的匹配是关键。目前实用化的锂离子电池通过在非水电解液中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)，来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。

有专利公开了一种锂离子电池电解液，该电解液包含含氰基的化合物添加剂，含氰基的添加剂可以改善4.2V～4.5V高电压锂离子电池的存储性能。经研究发现，含氰基的添加剂物对高氧化态Co离子具有明显的络合作用，从而抑制电解液在高电压下的持续分解和正极Co离子溶出，但是，含氰基的添加剂对石墨负极会造成一定的劣化作用，单独使用含氰基的添加剂存在循环性能不足的问题。而在含氰基的添加剂基础上组合传统的负极成膜添加剂碳酸亚乙烯酯或氟代碳酸乙烯酯，对性能的改善也不明显，仍然存在循环性能和高温存储性能不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时具有较好的循环性能和高温存储性能的锂离子电池非水电解液，旨在解决现有锂离子电池电解液在高压状态下循环性能和高温存储性能不足的问题。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池。

本发明是这样实现的，一种锂离子电池非水电解液，包括含氰基的化合物A和式Ⅰ所示的化合物B，

式Ⅰ：

所述式Ⅰ中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自氢原子、卤素原子、C1-C5基团中的一种。

优选的，所述含氰基的化合物A包括如下式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式Ⅴ所示的化合物中的至少一种，

式Ⅱ：NC-R₇-CN；

式Ⅲ：

式Ⅳ：R₁₁-O-R₁₂-CN；

式Ⅴ：

所述式Ⅱ中，R₇为C1-C8的亚烷基、氰基取代的C1-C8的亚烷基、C2-C8的亚烯基、氰基取代的C2-C8的亚烯基；