[发明专利]一种二次电池电解液及二次电池

说明书

本发明提供了一种二次电池电解液及二次电池，提供的电解液，含有第一添加剂，该第一添加剂富含B‑O键和B‑O‑B键，可在正负极可形成较为均匀且致密的钝化膜，能够有效提高电解液的循环及高温存储性能；同时B‑O/B‑O‑B键类添加剂还能提高电解液的沸点及闪点，可抑制电解液的易燃性，提高电池的安全性能。该电解液更加适配于硅系二次电池，可以有效缓解硅负极存在的循环性能差、体积膨胀大、高温存储易产气的问题，从而有效提升了硅系二次电池的各项性能，为其广泛应用打下基础。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种二次电池电解液及二次电池。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、比能量大、循环寿命长及无记忆效应等特点而被人们广泛应用。而目前锂离子电池已经普遍应用于3C数码消费类电子产品以及动力电池等领域。然而，随着锂离子电池的应用普及，消费者对锂离子电池的性能需求不断提升，石墨负极因其能量本身的限制已不能满足消费者的需求，因硅具有较高的能量密度而受到越来越多的关注，硅负极也有望成为有效提升锂离子电池能量密度的负极材料，但其在循环过程中存在体积膨胀严重的问题，因此如何缓解循环膨胀同时兼顾高低温性能是目前硅碳电池的开发重点项。

电解液作为锂离子电池的重要组成材料之一，虽然其成本在锂离子电池生产成本中仅占5％～10％，但在锂电池正负极之间起到运输锂离子作用，是锂离子电池获得高能量密度、高电压的重要保证。目前电解液添加剂虽然能一定程度改善硅负极电池性能，但仍存在循环性能差、体积膨胀大、高温存储易产气等问题，因此，有必要开发一款性能更加优异的电解液。

发明内容

本发明的目的之一在于：提供一种二次电池电解液，该电解液更加适配于硅系二次电池，可以有效缓解硅负极存在的循环性能差、体积膨胀大、高温存储易产气的问题，从而有效提升了硅系二次电池的各项性能，为其广泛应用打下基础。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种二次电池电解液，包括锂盐、有机溶剂和第一添加剂，所述第一添加剂具有如式Ⅰ所示的结构式；

其中，R₁、R₂、R₃、R₄各自独立的选自选氢原子、卤原子、芳基、C1-C10的卤代芳基、C1-C10的卤代烷、C1-C10烷基、C3-C10的环烷基、C1-C5烷氧基、C1-C10的卤代烯基、烯烃基、杂环芳基及其取代物中的任意一种。

优选的，所述第一添加剂为以下结构式中的至少一种：

优选的，所述第一添加剂的含量为电解液总质量的0.1～0.3wt％、0.3～0.5wt％、0.5～0.7wt％、0.7～1wt％、1～1.2wt％、1.2～1.5wt％、1.5～1.8wt％、1.8～2wt％、2～2.2wt％、2.2～2.5wt％、2.5～2.8wt％、2.8～3wt％、3～3.5wt％、3.5～4wt％、4～4.5wt％、或4.5～5wt％。

优选的，该电解液还包括第二添加剂，所述第二添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺酸内酯(PS)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、丙烯磺酸内酯(PST)、马来酸酐、二乙醇酸酐、丁二酸酐、丁二腈(SN)、已二腈(ADN)、乙二醇双(丙腈)醚(EGBE)以及已烷三腈(HTCN)的一种或几种。优选的，所述第二添加剂为上述至少两种添加剂。

优选的，所述第二添加剂的总含量为电解液总质量的0.1～20wt％。具体的，所述添加剂的含量可为所述电解液总质量的0.1～1wt％、1～3wt％、3～5wt％、5～6wt％、6～8wt％、8～10wt％、10～12wt％、12～15wt％、或15～20wt％。