[发明专利]锂离子电池电解液添加剂、电解液及其锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池电解液添加剂、电解液及其锂离子电池。所述锂离子电池电解液添加剂，包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物具有式I或式Ⅱ所示的结构，其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆分别独立选自H、F、C₁～C₅的烷基或氟代烷基中的一种或多种；所述第二化合物具有式Ⅲ所示的结构，其中，R¹、R²、R³和R⁴分别选自H、F、C₁～C₅的烃基或氟代烃基、氰基、甲氧基和乙氧基的一种或多种。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池电解液添加剂、电解液及其锂离子电池。

背景技术

近年来，新能源汽车产销量呈现井喷式增长，全球保有量已超过130万辆，已进入到规模产业化的阶段。为了满足电动汽车跑得更远、跑得更快、更加安全便捷的需求，进一步提高比能量和比功率、延长使用寿命和缩短充电时间、提升安全性和可靠性以及降低成本是动力电池技术发展的主题和趋势。

发展高电压的锂离子电池是提高电池的能量密度的有效手段。镍锰酸锂是一种高电压的锂离子电池材料，主要由Ni和Mn组成，主要为Mn，是一种无钴的正极材料，具有低成本的优势，其工作电压高达4.7V，可逆比容量可达130mAh/g，能量密度高，是一种理想的下一代正极材料。然而在高电压下，电解液中本质含有的H₂O/HF会与电解液中的LiPF₆反应生成HF，HF会刻蚀正极表面，引起过渡金属离子的溶解，并重新产生H₂O，导致电池往复恶化，此外过渡金属离子迁移至负极，会破坏负极表面的界面膜。高电压下电解液在正极测的氧化产物还会在负极表面堆积，增厚界面膜，并堵塞离子传输，引起极化增大，导致析锂等不良反应，引起电池电化学性能恶化。在锂离子电池中，电解液同样会存在负极还原的问题，需要在负极表面形成稳定且均匀的界面膜，提高电池的电化学性能。

通常采用向电解液中加入添加剂来解决上述问题。最为常用的电解液添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)，VC作为负极成膜剂，可显著的提高电池的循环性能，然而在高电压电池中，VC在正极侧会被氧化较为严重，无法在负极表面形成稳定的界面膜，且VC的分解产物会加剧电解液的副反应，引起电池快速恶化。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够有效改善高压锂离子电池循环性能的电解液添加剂、电解液及其锂离子电池。

本发明的一个方面，提供了一种锂离子电池电解液添加剂，包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物具有式I或式Ⅱ所示的结构：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆分别独立选自H、F、C₁～C₅的烷基或氟代烷基中的一种或多种；

所述第二化合物具有式Ⅲ所示的结构：

其中，R¹、R²、R³和R⁴分别选自H、F、C₁～C₅的烷基或氟代烷基、C₁～C₅的不饱和烃基或不饱和氟代烃基、氰基、甲氧基和乙氧基的一种或多种。

本发明的又一个方面，提供了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、有机溶剂、功能添加剂和所述的锂离子电池电解液添加剂。