[发明专利]电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池

说明书

本发明提供了一种电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池。该电解液添加剂具有以下式(1)的结构，其中，R₁为氢、苯基、腈基、C₁至C₆烷基取代的氰基、可选被C₁至C₆烷基或C₂至C₆烯基取代的C₁至C₆烷基，R₂至R₅各自独立地选自氢或可选被C₁至C₆烷基取代的C₁至C₆的烷基。通过本发明的电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池，实现了提高增加锂离子二次电池的高温存储性能和高温循环性能的技术效果。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池领域，具体而言，涉及电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池。

背景技术

近年来，随着电子技术的不断更新，人们对用于支持电子设备的能源供应的电池装置的需求也在不断增加。现如今，需要能够存储更多电量且能够输出高功率的电池。传统铅酸电池以及镍氢电池等已经不能满足诸如智能手机的移动设备、诸如蓄电系统等的固定设备的新型电子制品的需求。因此，锂电池引起了人们的广泛关注。在对锂电池的开发过程中，已经较为有效地提高了其容量和性能。

目前，广泛应用的锂离子二次电池的电解液主要由以六氟磷酸锂为导电锂盐以及以环状碳酸酯和链状碳酸酯为主的混合溶剂构成。然而上述电解液仍存在诸多的不足，特别是在高电压下，锂离子电池的性能较差，例如高温循环性能差以及高温存储性能差。锂离子二次电池在高电压充电时，正极材料如钴酸锂和三元材料易发生过渡金属溶出的情况，溶出的过渡金属迁移到负极进而被还原，沉积到负极表面。在这种情况下，一方面电池的储存性能变差，产气严重；另一方面，正极结构发生劣化，电池的循环稳定性下降。

为提高电池的高温存储性能，一些功能性添加剂成为了电解液开发的热点。如含不饱和键的化合物，通过正负极成膜，抑制钴的溶出量。再如，腈类化合物通过腈键和金属离子的络合，提高电池的高温存储性能。但是，电池的存储性能的提高通常伴随着电池阻抗的大幅度上升和循环性能的下降。为了提高电池的循环性能，研究开发了在锂离子二次电池的电解液中加入其它功能性添加剂。在现有技术中，通常将二氟草酸硼酸锂作为锂离子电池电解液的高压成膜添加剂。其在电池的首次充放电过程中能够在负极表面均形成一层稳定的固体电解质膜(SEI膜)，从而优化了负极表面，减少电解液主体溶剂在电极表面的氧化分解。然而，尽管这种电解液添加剂可以使得锂离子电池在3V至4.5V下的循环性能得到改善，但是电池的高温存储性能有所降低。因此，本领域现有技术中的添加剂难以同时实现优异的高温存储性能和高温循环性能。

本领域仍需要开发能够保护锂离子二次电池的负极表面并且增加锂离子二次电池的高温存储性能和高温循环性能的电解液添加剂、电解液以及包含这样的电解液的锂离子二次电池。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池，以解决现有技术中的锂离子二次电池的高温存储性能和高温循环性能较差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电解液添加剂，其具有以下式(1)的结构：

其中，R₁为氢、苯基、腈基、C₁至C₆烷基取代的氰基、可选被C₁至C₆烷基或C₂至C₆烯基取代的C₁至C₆烷基，R₂至R₅各自独立地选自氢或可选被C₁至C₆烷基取代的C₁至C₆的烷基。