[发明专利]锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池

说明书

一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池，该非水电解液包括选自结构式1所示的化合物，其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自氢、氟、氰基或含1‑5个碳原子的基团；R为碳原子数不超过10个的基团，且所述R中含有1个氧原子或1个氮原子。本发明的非水电解液能够提高锂离子电池的高温储存及循环性能。(结构式1)。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、安全性高、长寿命、无记忆效应等特点，在便携式电子产品领域中取得了长足的发展。随着新能源汽车的发展，锂离子电池在新能源汽车用动力电源系统具有巨大的应用前景。

在非水电解液锂离子电池中，非水电解液是影响电池高低温性能的关键因素，特别地，非水电解液中的添加剂对电池高低温性能的发挥尤其重要。在锂离子电池初始充电过程中，电池正极材料中的锂离子脱嵌出来，通过电解液嵌入碳负极中。由于其高反应性，电解液在碳负极表面反应产生Li₂CO₃、LiO、LiOH等化合物，从而在负极表面形成钝化膜，该钝化膜称为固体电解液界面膜(SEI)。在初始充电过程中形成的SEI膜，不仅阻止电解液进一步在碳负极表面分解，而且起到锂离子隧道作用，只允许锂离子通过。因此，SEI膜决定了锂离子电池性能的好坏。

为了提高锂离子电池的各项性能，许多科研者通过往电解液中添加不同的负极成膜添加剂(如碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯)来改善SEI膜的质量，从而改善电池的各项性能。例如，在日本特开2000-123867号公报中提出了通过在电解液中添加碳酸亚乙烯酯来提高电池特性。碳酸亚乙烯酯能够优先于溶剂分子在负极表面发生还原分解反应，能在负极表面形成钝化膜，阻止电解液在电极表面进一步分解，从而提高电池的循环性能。但添加碳酸亚乙烯酯后，电池在高温储存中过程中容易产生气体，导致电池发生鼓胀。此外，碳酸亚乙烯酯形成的钝化膜阻抗较大，尤其在低温条件下，容易发生低温充电析锂，影响电池安全性。氟代碳酸乙烯酯也能在负极表面形成钝化膜，改善电池的循环性能，且形成的钝化膜阻抗比较低，能够改善电池的低温放电性能。但氟代碳酸乙烯酯在高温储存产生更多的气体，明显降低电池高温储存性能。

发明内容

本发明提供一种能够提高电池高温储存及循环性能的锂离子电池非水电解液，进一步提供包括上述锂离子电池非水电解液的锂离子电池。

根据第一方面，一种实施例中提供一种锂离子电池非水电解液，该锂离子电池非水电解液包括选自结构式1所示的化合物，

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自氢、氟、氰基或含1-5个碳原子的基团；R为碳原子数不超过10个的基团，且所述R中含有1个氧原子或1个氮原子。

进一步地，以所述电解液总重量为基准，上述结构式1所示的化合物的含量为0.1％-10％。

进一步地，上述含1-5个碳原子的基团选自烃基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基、含氰基取代的烃基或氰基取代的含氧烃基。

进一步地，上述R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆各自独立地选自氢、氟、氰基、甲基、乙基、三甲基硅氧基、三氟甲基。

进一步地，上述R选自结构式2或结构式3所示的基团：