[发明专利]锂离子电池用电解液及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池用电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括常规添加剂和有机硅阻燃添加剂，所述有机硅阻燃添加剂包括式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的至少一种，其中，R1为甲基、乙基、丙基和丁基中的任意一种。另外，本发明还涉及一种锂离子电池，包括本发明的锂离子电池用电解液。相比于现有技术，本发明的电解液具有阻燃效率高、粘度低、循环寿命长、环境友好的优点，在不影响锂离子电池循环性能的同时，有利于改善锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池用电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、高低温性能好、绿色环保等优点，是最有前景的储能工具之一，已广泛应用于消费类电子设备、电动工具和动力汽车等领域。然而，近年时有关于数码产品、动力汽车中的锂离子电池出现起火、爆炸等安全事故的报道，严重威胁消费者的人身和财产安全。

安全性是锂离子电池应用的前提条件。现有的锂离子电池，其电解液中采用的是有机溶剂，有机溶剂易挥发、闪电低且具有可燃性，在电池遇到短路、过充、热冲击、重物冲击等滥用情况下，极易发生起火等事故。目前解决电解液存在的安全性问题所采用的方案是，在电解液中加入含磷、含氮的阻燃添加剂，使电解液变得不燃或难燃。然而，含磷、含氮添加剂的阻燃效率偏低，需要较多的用量(例如20％w.t.)才有明显的阻燃效果，这会导致电池性能劣化，例如电解液粘度增大，电池容量降低、充放电效率降低，循环寿命变差等，也就是说，现有的含磷、含氮添加剂具有较明显的局限性。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池用电解液，具有阻燃效率高、粘度低、循环寿命长、环境友好的优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池用电解液，包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括常规添加剂和有机硅阻燃添加剂，所述有机硅阻燃添加剂包括式Ⅰ和式Ⅱ所示的化合物中的至少一种，

其中，R₁为甲基、乙基、丙基和丁基中的任意一种。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述有机硅阻燃添加剂的质量占所述电解液总质量的0.1～20％。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述有机硅阻燃添加剂的质量占所述电解液总质量的3～10％。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述常规添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、丁二腈(SN)、己二腈、己烷三腈中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述常规添加剂的质量占所述电解液总质量的0.1～15％。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述常规添加剂的质量占所述电解液总质量的1～10％。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述有机溶剂包括碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂和醚类溶剂中的至少一种；所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的至少一种；所述羧酸酯类溶剂为γ-丁内酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯和乙酸丁酯中的至少一种；所述醚类溶剂为二氧戊烷和二甲氧基乙烷中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、双(三氟甲基)磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂盐中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子电池用电解液的一种改进，所述锂盐的浓度为0.7～1.5mol/L。

本发明的目的之二在于：提供一种锂离子电池，包括说明书前文所述的锂离子电池用电解液。