[发明专利]锂离子电池用非水电解液及使用该电解液的锂离子电池

说明书

本发明属于电池领域，公开了一种锂离子电池用非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。本发明的锂离子电池用非水电解液中包含锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，所述添加剂包含常规添加剂、磺酸锂盐化合物和腈类化合物，所述常规添加剂选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3‑丙烷磺内酯(PS)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸丙烯酯(PC)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)中的一种或多种。在该电解液中含硫锂盐添加剂和腈类添加剂配合使用，既能保证钴酸锂电池的常温和高温性能，又能改善钴酸锂电池的低温性能，减小工作环境对电池性能的限制。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体是涉及一种锂离子电池用非水电解液及使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

近几年，锂离子电池受到广泛关注，在手机数码领域、电动汽车、电动自行车、电动工具、储能等方面发展迅猛。锂离子电池与其他电池相比，具有质量轻、体积小、能量密度高、循环寿命长等优点。而目前智能手机、平板电脑等数码产品对能量密度的要求越来越高，使得商用的锂离子电池难以满足要求，用高能量密度的材料做电池的正极是提升锂离子电池能量密度最有效的途径。

一元锂电池离子正极材料中，钴酸锂是最先被商品化和大规模应用的正极材料，通过改进工艺，可以将钴酸锂电池的工作电压提高到4.4V以上。但随着工作电压的提高，钴酸锂的比容量逐渐提高，但循环性能反而下降了。Kim在文献(Applied MaterilalsInterfaces,2014,6,8913-8920)中报道了在电解液中添加单腈或双腈化合物，由于氰基与Co离子的相互作用，提高了LiCoO₂电池的热稳定性。但腈类添加剂虽然能够明显提高4.35V高电压电池的高温储存及高温循环性能，但当钴酸锂锂离子电池的充电电压进一步提高，腈类添加剂对电池高温性能的改善效果并不明显。此外，腈类添加剂增加了钴酸锂电池的阻抗，降低了电池的低温放电性能。

发明内容

鉴于此，本发明为了克服上述背景技术的不足，提供了一种能够在高电压下稳定工作的锂离子电池用非水电解液，在该电解液中含硫锂盐添加剂和腈类添加剂配合使用，既能保证钴酸锂电池的常温和高温性能，又能改善钴酸锂电池的低温性能，减小工作环境对电池性能的限制。

为达到本发明的目的，本发明的锂离子电池用非水电解液中包含锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，所述添加剂包含常规添加剂、如式(1)所示的磺酸锂盐化合物和如式(2)所示的腈类化合物：

式(1)中，R₁表示含1-10个碳原子的不饱和烃基；式(2)中，R₂表示含1-10个碳原子的烷烃、烯烃、炔烃、环状烷烃或者它们的氟代物，n取自0或1；所述常规添加剂选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙烷磺内酯(PS)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸丙烯酯(PC)、二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)中的一种或多种。

进一步地，根据本发明的一些实施例，所述式(1)所示的磺酸锂盐化合物选自以下化合物中的一种或多种：

优选地，所述式(1)所示的磺酸锂盐化合物占电解液质量的0.1-5％，例如0.3-0.7％。

进一步地，根据本发明的一些实施例，所述式(2)所示的腈类化合物选自以下化合物中的一种或多种：

优选地，所述式(2)所示的腈类化合物占电解液质量的0.5-10％，例如0.5-1.5％。