[发明专利]电池电解液用添加剂、电解液及锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池技术领域，提供了一种电池电解液用添加剂、电解液及锂离子电池，其中，电池电解液用添加剂，至少包括文中结构式1～9所示化合物中的一种。本发明提供的电池电解液用添加剂，可以在电极表面形成有效的保护膜，抑制电极和电解液的副反应，降低界面阻抗，兼顾高低温性能，提升锂离子电池的整体输出性能。

技术领域

本申请属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池电解液用添加剂、电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是新一代最具竞争力的电池，被称为“绿色环保能源”，是解决当代环境污染问题和能源问题的首选技术。近年来，在高能电池领域中锂离子电池已取得了巨大成功，但消费者仍然期望综合性能更高的电池面世，而这取决于对新的电极材料和电解质体系的研究和开发。目前智能手机、平板电脑等电子数码产品对电池的能量密度要求越来越高，使得商用锂离子电池难以满足要求。提升电池的能量密度可以通过以下两种方式：一是选择高容量和高压实的正负极材料；二是提高电池的工作电压。

纯硅负极理论克容量高达4200mAh/g，用作锂离子电池的负极，由于体积效应，电池膨胀和极片粉化严重，循环性能差。此外，硅基材料的导电性不好，致使电池低温性能差。人们考虑将硅材料和碳材料复合，形成硅碳复合材料，可以很大程度上提高材料的比容量和导电性，一定程度上降低硅基材料的体积效应。硅碳复合材料同高容量的高镍正极搭配，能量密度能够达到300Wh/Kg以上，与此相匹配的电解液也应运而生，成为锂离子电池电解液研究的热点。

然而，在使用过程中，硅碳负极材料具有严重的膨胀且会导致极片粉化的特殊性，因此比起石墨负极体系的产品，采用硅碳负极材料的产品中电解液体系往往需要添加更多的成膜添加剂，例如通常加入氟代碳酸乙烯酯，其可以在硅碳负极表面形成均匀稳定的SEI膜。但是氟代碳酸乙烯酯在高温环境中或者高镍正极电池体系容易分解，无法满足电池高温使用要求，若单独使用氟代碳酸乙烯酯，其存在多种弊端。为了解决含有氟代碳酸乙烯酯的锂离子电池在高温存储过程中的胀气问题，现有技术有通过添加有机二腈类物质、含有两个腈基的醚/芳基化合物，能够轻微改善气胀的问题，但是腈类化合物应用于三元高镍正极材料体系会增加电池极化，严重劣化循环性能和低温特性，影响使用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电池电解液用添加剂、电解液及锂离子电池，旨在解决现有技术中在高温条件下，锂离子电池的电解液易氧化分解，导致电池的高温存储性能和低温放电性能不能兼顾的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种电池电解液用添加剂，所述添加剂包括如下结构式1～9所示化合物中的至少一种：

第二方面，本申请提供一种锂离子电池电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述添加剂包括如下结构式1～9所示化合物中的至少一种：

优选的，所述结构式1～9所示化合物中的至少一种作为第一添加剂，且以所述电解液的总质量为100％计，所述第一添加剂的质量百分含量为0.05％～5％。

优选的，所述添加剂还包括第二添加剂，且所述第二添加剂选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯中的至少一种。

优选的，以所述电解液的总质量为100％计，所述添加剂的质量百分含量之和小于等于15％。

优选的，所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯中的至少一种。