[发明专利]一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。本发明所述三元锂离子电池电解液包含非水有机溶剂、锂盐及添加剂，所述添加剂中含有第一类含硼锂盐添加剂和第二类含硫有机物添加剂，所述第一类含硼锂盐添加剂为式M：或式N：中的一种或多种；且所述第一类添加剂和第二类添加剂中至少存在一种添加剂中含有不饱和官能团。本发明中第一类添加剂既可以在石墨负极发生还原反应形成致密的SEI，也可以参与正极CEI膜的形成；第二类含硫有机物添加剂与第一类含硼锂盐添加剂的配合使用既可以实现高镍或高电压锂离子电池的循环稳定性，又能满足高能量密度动力电池对高低温性能的要求。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是涉及一种三元锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

高能量密度三元锂离子电池是目前发展动力电池和储能产品的主要开发与应用方向。随着三元材料LiNi_1-x-y-zCo_xMn_yAl_zO₂(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1且0≤x+y+z≤1)中镍含量的提升或限制电压的不断提高，电池材料的克容量逐渐增加，但电池的高低温性能难以兼顾，存在着高温储存容易产气、循环过程中容量衰减速度快等缺点，因此三元材料的商业化应用对电解液提出了更高的要求。

为了满足电解液对三元体系各种性能的需求，锂盐型添加剂是目前研究的重要组成部分。研究发现含硼锂盐型添加剂对高镍三元体系和高电压三元体系的首次效率、高低温性能有不同的作用效果，比如双草酸硼酸锂可以用作高镍三元和高电压体系的负极成膜类添加剂，延长三元电池的循环稳定性，二氟草酸硼酸锂对改善低温性能和常温循环性能效果也十分明显，但研究发现这类型的含硼草酸盐添加剂的高温长期储存性能效果不佳，草酸盐类添加剂容易在高温环境及金属离子的催化作用下释放出二氧化碳，从而引起软包电池鼓胀等问题；含有不饱和键官能团的化合物被证明对高镍三元高温性能具有较好的作用效果，但同时也存在着低温性能不足和直流内阻较大的不利影响。鉴于三元动力电池能量密度提高的迫切需求，为了实现三元电池对高低温性能及各种工况下循环性能的兼顾，有必要开发一种新的三元锂离子电池电解液。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服上述背景技术的不足，提供一种三元锂离子电池电解液含有该电解液的锂离子电池。本发明所述三元锂离子电池电解液中第一类添加剂既可以在石墨负极发生还原反应形成致密的SEI，也可以参与正极CEI膜的形成；第二类含硫有机物添加剂与第一类含硼锂盐添加剂的配合使用既可以实现高镍或高电压锂离子电池的循环稳定性，又能满足高能量密度动力电池对高低温性能的要求。

为达到本发明的目的，本发明所述三元锂离子电池电解液包含非水有机溶剂、锂盐及添加剂，所述添加剂中含有第一类含硼锂盐添加剂和第二类含硫有机物添加剂，所述第一类含硼锂盐添加剂为式M：或式N：中的一种或多种，其中R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆分别独立地选自氢原子、氟原子、1-4个碳的烷基、烯基、炔基、腈基、氟代烷基及芳基；所述第二类添加剂为含硫有机物添加剂，且所述第一类添加剂和第二类添加剂中至少存在一种添加剂中含有不饱和官能团。

优选地，所述R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆分别独立地选自氟原子、氢原子、甲基、乙基、三氟甲基、乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基、乙腈基。

本发明中，优选地，所述第一类含硼锂盐型添加剂M或N选自以下化合物中的一种或多种：