[发明专利]一种功能性添加剂、电解液及锂电池

说明书

本申请公开了一种功能性添加剂，包括添加剂a和添加剂b；其中，添加剂a为2,2,5,5‑四甲基‑2,5‑二硅基‑1‑杂氮环戊烷；添加剂b为有机硼酸酯锂盐、磺酸亚胺类锂盐、碳酸酯、磺酸内酯或腈类中的任意一种或多种。本申请还提供一种电解液。本申请还提供一种锂电池。本申请提供的功能性添加剂、电解液和锂电池，通过添加剂a和添加剂b的协同使用，明显改善锂离子电池、尤其是采用钴酸锂材料与镍锰酸锂材料混合，以及镍锰酸锂材料单独作为正极活性材料的低成本锂离子电池的循环、高温性能，并能提高电池的安全性。

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，特别是涉及一种功能性添加剂、电解液及锂电池。

背景技术

锂离子电池由于具有比容量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点，广泛应用于笔记本电脑、数码相机等电子产品。其中，钴酸锂材料因其具有较高的能量密度、良好的循环稳定性和热稳定性等优点，应用广泛。但现在钴资源日益紧缺，以钴酸锂为正极的锂离子电池的成本也越来越高。

镍锰酸锂材料具有较高的比容量，成本低等优点，将成本高的钴酸锂材料和成本低的镍锰酸锂材料掺混作为正极活性材料，能大大降低电池成本。但镍锰酸锂材料因镍含量高带来的材料结构不稳定、易吸水、易与电解液发生副反应的问题，会导致电池电性能，尤其是循环和高温存储性能较差。

电解液作为锂离子电池的关键材料之一，其对电池的循环、高低温性能等有着显著的影响。因此，如何调整电解液的成分及配比，可以维持电池性能、减少正极活性物质溶出，从而解决使用钴酸锂材料和镍锰酸锂材料掺混作为正极活性材料存在的问题，是本领域技术人员需要努力的方向。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种功能性添加剂；本发明的第二个目的为提供一种电解液；本发明的第三个目的为提供一种锂电池。本申请提供的功能性添加剂、电解液和锂电池，通过添加剂a和添加剂b的协同使用，明显改善锂离子电池、尤其是采用钴酸锂材料与镍锰酸锂材料混合，以及镍锰酸锂材料单独作为正极活性材料的低成本锂离子电池的循环、高温性能，并能提高电池的安全性。

本发明提供的技术方案如下：

一种功能性添加剂，包括添加剂a和添加剂b；

其中，添加剂a为2,2,5,5-四甲基-2,5-二硅基-1-杂氮环戊烷；

添加剂b为有机硼酸酯锂盐、磺酸亚胺类锂盐、碳酸酯、磺酸内酯或腈类中的任意一种或多种。

优选地，所述有机硼酸酯锂盐具体为二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂中的任意一种；

所述磺酸亚胺类锂盐具体为双氟磺酰亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的任意一种；

所述碳酸酯具体为氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙酯中的任意一种；

所述磺酸内酯具体为1,3-丙烷磺酸内酯、丙烯磺酸内酯中的任意一种；

所述腈类具体为丁二腈、己二腈中的任意一种。

一种电解液，包括锂盐、非水有机溶剂、添加剂；其中，添加剂具体为上述的功能性添加剂。

优选地，所述锂盐具体为六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂中的任意一种或多种。

优选地，所述非水有机溶剂具体为环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯中的任意一种或多种。

优选地，所述非水有机溶剂具体为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯的混合物。

优选地，所述锂盐的质量占电解液的总质量的12.5％～18.75％；

所述非水溶剂的质量占电解液的总质量的60％～80％；