[发明专利]电解液及含该电解液的锂离子电池

说明书

本发明提供一种电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括：(a)环状磺酰亚胺盐化合物，如结构式1所示：其中，R₁表示碱金属离子，R₂、R₃各自独立地表示卤素原子、氢原子或碳原子数为1‑20的有机基团；(b)硅氧烷化合物，如结构式2所示：其中，R₄表示硼元素或磷氧基团，R₅、R₆、R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、R₁₃各自独立地表示碳原子数为1‑10的烷基取代基。该电解液能促使形成较致密且热力学稳定的SEI膜，进而提高锂离子电池的高温存储性能、高温循环性能和低温性能。本发明还提供一种含上述电解液的锂离子电池。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液及含该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池，具有比能量高、比功率大、循环寿命长、自放电小等显著优点，现已广泛应用于移动通讯、数码相机、摄像机等电子产品中，并成为储能与动力电池发展的热点。

虽然锂离子电池产品的种类越来越丰富，但绝大多数锂离子电池在高温环境下使用时，其电池容量呈现迅速衰减的特点，这主要是因为锂离子电池在首次充电过程中，锂离子与电解液会在正极表面形成一层固体电解质界面膜(SEI)膜，而在高温循环过程中容易使得SEI膜遭到破坏，并导致被暴露的正极表面继续消耗电解液并形成新的SEI膜，使得电池容量降低，因此，SEI膜的质量对锂离子电池的高温存储和高温循环性能显得尤为重要。由于SEI膜是由电解液分解产物组成的，因此，电解液的组分很大程度上又决定了SEI膜形成的好坏。

寻求电解液中某种溶剂或添加剂能够在正极材料的表面发生反应形成良好而致密的SEI膜，从而缓解电解液溶剂的分解，在不影响低温放电的情况下，降低不可逆容量改善其高温循环和存储性能变得非常重要。中国专利CN105009347A公开了一种非水电解液，可改善非水电解液二次电池的高温下的热稳定性、低温下的充放电性能。特别是可以抑制0℃以下的低温时的电池内阻的高电阻并且防止因电解液分解所致的气体产生，可防止非水电解液二次电池的恶化，但循环性能未得到较大改善。另外，中国专利CN111333595A公开了一种乙酰磺胺酸锂及其制备方法，记载了乙酰磺胺酸锂具有优越的化学稳定性，将其运用于电解液体系中能够避免LiPF₆电解液体系中含有氟化氢、三氟氧磷等危害性杂质的技术弊端，同时乙酰磺胺酸锂结构中含有C＝C双键以及磺酰基基团，有利于电极成膜，因此，乙酰磺胺酸锂在电解液中应用可以有效改善锂离子电池的综合性能。但是，首次效率并未得到改善，低温性能较差。

因此，急需开发一种能形成优良SEI膜的电解液及含该电解液的锂离子电池以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液，该电解液能促使形成较致密且热力学稳定的SEI膜，进而提高锂离子电池的高温存储性能、高温循环性能和低温性能。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有良好的高温存储性能、高温循环性能和低温性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括：

(a)环状磺酰亚胺盐化合物，如结构式1所示：

其中，R₁表示碱金属离子，R₂、R₃各自独立地表示卤素原子、氢原子或碳原子数为1-20的有机基团；

(b)硅氧烷化合物，如结构式2所示：