[发明专利]一种高温高电压非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高温高电压非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池。本发明的高温高电压非水电解液包括锂盐、非水溶剂、添加剂，其中，所述添加剂中包含第一类硼酸盐添加剂、第二类含氮类锂盐添加剂、第三类硅氮基类添加剂和第四类磺酸酯和硫酸酯类混合添加剂。本发明各种添加剂经过合适的配比后，既能发挥各自的优点又能相互抑制各自的缺点，通过它们相互之间的协同作用，提升了电池的高温存储性能，改善了电池的高温循环性能，在高温高电压条件下应用前景良好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是涉及一种高温高电压非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池。

背景技术

在锂离子电池中，高电压三元正极材料由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点，被广泛的应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及电动车、大型储能装置中，对电池的能量密度要求越来越高，使得商用三元正极材料锂离子电池(工作电压4.2V)难以满足要求。

目前，研究表明提升三元电极材料能量密度的有效途径之一是提高电池的工作电压，这是电池发展的趋势，也是新能源汽车发展的必然要求。然而三元动力电池工作电压提高后，电池的充放电循环等性能却下降。原因可能是：一方面是正极材料在高电压下不够稳定，另一方面是电解液的与材料的匹配性不佳，普通的电解液在高电压的条件下会氧化分解，从而导致电池高温储存性能差、高温循环性能差、低温放电性能差及安全性差。

中国发明专利申请(公开号CN103579676A)提出使用氟代溶剂(FEC、TFPC等)解决电解液不耐高压的问题，但是，氟代溶剂在石墨负极不断还原产生HF，HF与电解液反应生成LiF沉积石墨负极上，导致SEI膜厚度增加，影响充放电性能，同时试验过程中带入的水分也会使LiPF₆分解生成HF，使得SEI膜厚度不断增加，出现产气现象。因此，研发适合高电压三元材料体系的锂离子电池电解液迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种高温高电压非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池，本发明的高温高电压非水电解液使用了第一类添加剂、第二类添加剂、第三类添加剂、第四类添加剂与电解质锂盐、非水有机溶剂配合，在电极材料上生成的SEI膜具有良好的致密性、离子电导率性，有利于锂离子的迁移，改善电池的高温储存性能并抑制产气，改善电池在高温高电压条件下的循环性能，提高电池的电化学性能。

为达到本发明的目的，本发明的高温高电压非水电解液包含锂盐、非水溶剂、添加剂，其中，所述添加剂中包含第一类硼酸盐添加剂、第二类含氮类锂盐添加剂、第三类硅氮基类添加剂和第四类磺酸酯和硫酸酯类混合添加剂，且所述第三类硅氮基类添加剂如通式(1)或(2)所示：

其中，R₁-R₃分别独立地表示C₁-C₆烷基、乙烯基、氨基或氨基中1-2个氢原子被C₁-C₄烃基取代的烃氨基；R₄-R₆分别独立地表示C₁-C₆烷基、乙烯基、氨基或氨基中1-2个氢原子被C₁-C₄烃基取代的烃氨基；R₇-R₈分别独立地表示氢原子、C₁-C₆烷基、乙烯基、氨基或氨基中1-2个氢原子被C₁-C₄烃基取代的烃氨基、或具有结构(3)所述的基团；

结构(3)中，R₉-R₁₁分别独立地表示C₁-C₆烷基、苯基、乙烯基、氨基或氨基中1-2个氢原子被C₁-C₄烃基取代的烃氨基。