[发明专利]电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池

说明书

本发明提供了电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池。电解液添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，第一添加剂具有由以下式(1)所示的结构：其中，Rsubgt;1/subgt;和Rsubgt;2/subgt;各自独立地选自氟，Csubgt;1/subgt;至Csubgt;3/subgt;烷氧基，或者可选被氟、Csubgt;1/subgt;至Csubgt;3/subgt;烷基或Csubgt;1/subgt;至Csubgt;3/subgt;全氟烷基取代的苯基，第二添加剂选自以下物质中的任一种：通过本发明的电解液添加剂、包含该电解液添加剂的电解液以及包括该电解液的锂离子二次电池，抑制了锂离子二次电池的产气膨胀，改善了SEI膜的构成，有效降低锂离子二次电池的内阻并且提高了锂离子二次电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池领域，具体而言，涉及电解液添加剂、电解液以及包含其的锂离子二次电池。

背景技术

近年来，随着电子技术的不断发展，人们对用于支持电子设备的能源供应的电池装置的需求也在不断增加。现如今，需要能够存储更多电量且能够输出高功率的电池。传统铅酸电池以及镍氢电池等已经不能满足诸如智能手机的移动设备、和诸如蓄电系统等固定设备的新型电子制品的需求。因此，锂离子电池引起了人们的广泛关注。在对锂离子电池的开发过程中，已经较为有效地提高了其容量和性能。

电解液是锂离子电池中离子传递的载体，一般由有机溶剂、功能添加剂和锂盐组成。在充放电过程中，电解液会发生分解，在电极表面形成一层电子绝缘但锂离子导通的固体电解质界面膜(SEI膜)钝化层，锂离子可以经过该钝化层自由嵌入和脱出，同时该钝化层具有疏溶剂性从而可以在溶剂中稳定存在，溶剂分子不能通过该钝化层，从而有效防止了溶剂分子的共嵌对电极材料的破坏。因此，SEI膜的形成对锂离子电池的性能至关重要。成膜稳定、厚度均匀并且锂离子导通良好的SEI膜可以显著提高锂离子电池的可逆容量，延长锂离子电池的寿命。经电化学反应形成的SEI膜对反应电位要求严格，而功能性添加剂特别是成膜添加剂的引入一般认为是改善电池性能的有效方法，一方面功能性添加剂可以参与SEI膜的形成，另外功能性添加剂可提供更低的反应电位，使其优先于溶剂发生电化学反应，以有效抑制溶剂的分解。甚至某些功能性添加剂的加入可以保护起主要作用的功能添加剂，形成经多级反应的SEI膜。

在现有技术中，在锂离子二次电池中最常使用的功能性添加剂是碳酸亚乙烯酯(VC)和氟代碳酸亚乙酯(氟代碳酸乙烯酯，FEC)等。因FEC引入氟元素后，最低未占分子轨道(LUMO)能量较低，易被还原，通常认为其是比较理想的负极成膜添加剂。同时，氟元素因原子半径很小，可以提高添加剂的溶解性以及电极与隔膜之间的浸润性，从而提高电池的耐温特性。但是，FEC本质上仍属于碳酸酯类化合物，在反应分解时会不可避免地产生气体，造成电池膨胀，从而劣化了电池的性能，尤其在FEC大量使用时该现象更为严重。因此，如何解决现有技术中FEC等碳酸酯类添加剂的产气导致锂离子二次电池膨胀和性能劣化的问题显得尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电解液添加剂、包含该电解液添加剂的电解液以及包括该电解液的锂离子二次电池，以解决现有技术中FEC等碳酸酯类添加剂的产气导致锂离子二次电池膨胀和性能劣化的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电解液添加剂，该电解液添加剂包括第一添加剂和第二添加剂，该第一添加剂具有由以下式(1)所示的结构：

其中，R₁和R₂各自独立地选自氟，C₁至C₃烷氧基，或者可选被氟、C₁至C₃烷基或C₁至C₃全氟烷基取代的苯基，

该第二添加剂选自以下物质中的任一种：

或者