[发明专利]一种防止钢壳腐蚀的非水锂离子电池用电解液

说明书

本发明公开了一种防止钢壳腐蚀的非水锂离子电池用电解液，所述电解液包含电解质盐、非水有机溶剂、防止钢壳腐蚀功能添加剂和常规添加剂，所述功能添加剂为(亚)磷酸硅酯类化合物。(亚)磷酸硅酯类化合物与电解液中六氟磷酸锂的分解产物PF₅形成配合物，降低PF₅的浓度和反应活性，很好地抑制了电解液中酸性物质对钢壳的腐蚀，通过该类物质的引入使得电解液发挥出优异的防腐蚀效果，减少了钢壳电池漏液或铁离子溶出问题，提高了电池的安全性。

[技术领域]

本发明涉及锂离子电池，更具体地，本发明涉及一种利用(亚)磷酸硅酯类添加剂防止钢壳腐蚀的非水锂离子电池电解液。

[背景技术]

圆柱型钢壳锂离子电池是锂离子电池家族的重要成员之一，其具有能量密度高、安全性高、制作成本低、自动化生产程度高、环保等优点，已被广泛应用于数码类和动力类产品中，如Tesla的Model X和Model S系列电动汽车就采用了21700型圆柱钢壳电池。此外，高镍(NCM811或NCA)正极材料匹配硅碳负极高容量型材料体系也率先在圆柱钢壳电池中进行了量产。然而在圆柱型钢壳锂离子电池的生产制作过程中，不可避免地会在注液环节将少量电解液残留于钢壳表面，残留电解液中的六氟磷酸锂与环境中水分会迅速地反应并生成强腐蚀性物质，从而导致电池金属壳的腐蚀。另一方面，锂离子电池用电解液通常具有较强的腐蚀性，也会从电池内部腐蚀金属壳，导致金属壳底发黑，造成电池性能的下降并带来安全隐患。

为了解决上述问题，东莞市杉杉电池材料有限公司丁祥欢等人在专利CN103401019A中采用硅氮烷添加剂解决圆柱电池钢壳腐蚀的问题，但该添加剂在使用过程中容易导致电解液在长期存储后变色，影响电解液的正常使用。因此，亟需研究出一种既不影响电解液长期存储性能，又能有效防止钢壳腐蚀的锂离子电池电解液。

[发明内容]

本发明的目的在于提供一种利用(亚)磷酸硅酯类化合物防止钢壳腐蚀的锂离子电池电解液。

本发明电解液功能添加剂所采用的技术方案是：所述的防止钢壳腐蚀的电解液，其包含的功能添加剂为(亚)磷酸硅酯类化合物。

进一步的，所述锂离子电池电解液含有电解质盐、有机溶剂和上述功能添加剂，具体地，所述功能添加剂为(亚)磷酸硅酯类化合物包括三(三甲基硅基)磷酸酯(CAS10497－05－9)、三甲基甲硅烷基聚磷酸酯(CAS40623－46－9)、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯(CAS1795－31－9)中的一种或一种以上的混合物。

进一步地，所述锂离子电池电解液各组分的含量如下：溶剂，100重量份；电解质锂盐，6～30重量份；磷酸硅酯类添加剂，0.2～10重量份；其它电解液添加剂0～10重量份。

进一步地，上述功能添加剂在所述非水锂离子电池电解液中的含量为0.2～10重量份，优选1重量份。

进一步地，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ－丁内酯(GBL)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(EP)、乙酸丁酯(BA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)或丙酸丁酯(BP)中的一种或一种以上的混合物。