[发明专利]非水电解液及其锂离子电池

说明书

本发明提供了一种非水电解液及其锂离子电池，该非水电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，添加剂包括结构式I所示的不饱和离子液体盐，其中，R₁、R₂、R₃各自独立地表示H、卤素、碳原子数为1‑6的烃基、碳原子数为1‑6的烯基、炔基、苯基、苯甲基、联苯基或己内胺。本发明的不饱和离子液体盐含有硫氧双键和碳碳双键，在电芯化成阶段，含硫不饱和键会形成无机物以及碳碳双键的聚合形成聚合物，这些有效组分能够稳定改善电芯在高温存储和循环过程界面成分，抑制了有害组分对电解液的破损，从而使得电池高温存储及循环性能得到明显的改善，能提高高电压三元锂离子电池的高温存储性能、高温循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种非水电解液及其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为一种绿色环保高能电池，是目前世界上最为理想也最具有潜力的可充电电池。相比于其他电池，锂离子电池具备无记忆效应、可快速充放电、能量密度高、循环寿命长和无环境污染等一系列优点，因此广泛应用于小型电子设备，如笔记本电脑、摄像机、手机、电子手表等。如今，随着纯电动汽车、混合动力汽车及便携式储能设备等对锂离子电池容量要求的不断提高，人们期待研发具有快速充电能力的锂离子电池来提高人们生活的便利性。

技术人员通过提高充电电流来提高锂离子电池的充电速度,但是，随着充电速度的提升带来局部的锂沉积；同时，由于锂离子嵌入石墨速率低于锂离子迁移速率，导致大量的锂堆积，这将进一步加剧锂离子的沉积，锂枝晶变得更容易产生。然而，锂枝晶会导致电极电解液界面不断分解再生，电解液持续消耗，最终导致锂离子电池性能变差。此外，常规的电解液在高镍电池中,很容易电池正极表面氧化分解的，特别在快充条件下，会加速电解液的氧化分解，同时促使正极材料的恶化反应。

因此，必须开发一种能耐4.35V高电压的快充电解液，进而实现锂离子电池电性能的优良发挥。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种非水电解液及其锂离子电池，此非水电解液能提高三元锂离子电池的高温存储性能、高温循环性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种非水电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括结构式I所示的不饱和离子液体盐，

其中，R₁、R₂、R₃各自独立地表示H、卤素、碳原子数为1-6的烃基、碳原子数为1-6的烯基、炔基、苯基、苯甲基、联苯基或己内胺。

本发明的的非水电解液中加入结构式I所示的不饱和离子液体盐，不仅可降低正极的表面活性，抑制了电解液的氧化分解，更重要的是，该不饱和离子液体盐含有硫氧双键和碳碳双键，在电芯化成阶段，含硫不饱和键会形成无机物以及碳碳双键的聚合形成聚合物，这些有效组分能够稳定改善电芯在高温存储和循环过程界面成分，抑制了有害组分对电解液的破损，从而使得电池高温存储性能及高温循环性能得到明显的改善，能提高高电压(4.35V)三元锂离子电池的高温存储性能、高温循环性能。

作为一较佳技术方案，所述结构式I所示的不饱和离子液体盐选自化合物1-化合物20中的至少一种：

其中，化合物1的合成可参考以下路线制得：

化合物2-化合物20的合成过程，将化合物A对应替换为化合物B-化合物T可制得化合物2-化合物20，化合物A-化合物T结构式如下：