[发明专利]一种锂电池电解液及锂电池

说明书

本发明涉及一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和功能添加剂，所述的功能添加剂包括占所述的锂电池电解液总质量0.1％～10％的第一添加剂、占所述的锂电池电解液总质量0.1％～2％的第二添加剂和占所述的锂电池电解液总质量0.1％～3％的第三添加剂，所述的第一添加剂为氟代环状碳酸酯和/或氟代醚，所述的第二添加剂为硅烷化合物，所述的第三添加剂为腈类化合物。本发明在高镍正极材料与硅负极匹配的锂离子电池中，非水电解液中氟代环状碳酸酯、氟代醚、硅烷以及腈类的协同，提高初始容量、抑制内阻增大，改善了常温循环性能和高温下气胀。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种锂电池电解液及锂电池。

背景技术

目前，锂离子电池被广泛用于数码产品、电动汽车等领域，人们对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。高镍三元与硅负极匹配的动力电池体系是当今锂离子电池发展的重要方向。选用高镍三元正极材料和硅负极材料来提升动力电池的能量密度、延长续航里程，这是当前普遍采取的方法。

但随着镍含量的提高，正极材料的Ni增加电池性能下降：氧化还原峰极化增大，结构转变导致体积收缩，容量衰减，循环性能变差；随着循环的进行放电电压降低，Ni含量增加内阻也有增加的趋势；热分解温度降低，放热量增加，即材料热稳定性变差；Ni⁴⁺含量高，Ni⁴⁺有很强的还原倾向，容易发生Ni⁴⁺—Ni³⁺的反应，从而氧化电解液，使得热稳定性变差；存在大比例的Ni²⁺，导致材料呈氧化性，进而电极材料可以缓慢地分解液体电解质，电池胀气、过充等安全问题更加突出。同时硅负极充放电过程中存在巨大的体积形变、电子导电性和离子导电性差以及充放电过程中易粉化；这都影响了高镍与硅匹配的动力电池的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够提高电池初始容量、抑制内阻增大、改善常温循环性能和高温气胀的锂电池电解液及锂电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一个目的是提供一种锂电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和功能添加剂，所述的功能添加剂包括占所述的锂电池电解液总质量0.1％～10％的第一添加剂、占所述的锂电池电解液总质量0.1％～2％的第二添加剂和占所述的锂电池电解液总质量0.1％～3％的第三添加剂，所述的第一添加剂为氟代环状碳酸酯和/或氟代醚，所述的第二添加剂为硅烷化合物，所述的第三添加剂为腈类化合物。

优选地，所述的氟代环状碳酸酯为氟代碳酸乙烯酯和/或二氟代碳酸乙烯酯。

优选地，所述的氟代醚为1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、六氟丙基甲基醚、六氟丙基乙基醚、六氟异丙基甲基醚中的一种或多种。

优选地，所述的硅烷化合物为三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、二苯基二氟硅烷、二苯基二甲氧基硅烷中的一种或多种。

优选地，所述的腈类化合物为丁二腈、己二腈、1,4-二氰基-2-丁烯、己烷三腈中的一种或多种。

优选地，所述的第一添加剂为质量比为0.5～0.7:1的所述的氟代环状碳酸酯和所述的氟代醚。

优选地，所述的第一添加剂的投料质量占所述的锂电池电解液总质量3％～8％。

优选地，所述的第二添加剂的投料质量占所述的锂电池电解液总质量0.5％～1.5％。

优选地，所述的第三添加剂的投料质量占所述的锂电池电解液总质量1.5％～2.5％。