[发明专利]锂离子电池非水解性电解液及具有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池非水解性电解液及具有该电解液的锂离子电池，其原料包括：电解质、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括化合物A、化合物B、碳酸亚乙烯酯、1,3‑丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯中的一种或两种以上混合物。本发明中化合物B作为改善化合物A低温性能的添加剂，其所含硫氧化物能够先与碳酸亚乙烯酯双键反应，钝化活性，抑制异氰酸根的反应，减少对低温性能的影响。本发明还公开了具有上述电解液的锂离子电池。本发明的锂离子电池通过化合物A、化合物B的共同作用，在不影响电池高温性能和低温性能前提下，有效地改善了DTD在高温下分解，降低了电解液在存储、运输、生产过程中的成本。

技术领域

本发明属于锂离子电池的技术领域，具体涉及一种锂离子电池非水解性电解液及其具有该电解液的锂离子电池。

背景技术

目前现有的工业制造锂离子电池所用的电解液，电解质主要为LiPF₆、LiBF₄、LiCLO₄、LiI等，电解质浓度为0.1～2.0mol/L，以EC-PC-DMC-DEC-EMC(其中EC为碳酸乙烯酯、PC为碳酸丙烯、DMC为碳酸二甲酯、DEC为碳酸二乙酯、EMC为碳酸甲乙酯)等有机物为溶剂。

电解液对锂电池的性能影响比较大，这主要是由于电解液的成分、浓度、黏度、电导率与电极表面反应相关联。电解液的导电性、电极反应的可逆性直接影响锂电池的放电容量，电解液的稳定性会影响锂电池的安全性能，电解液对锂电池的比容量、工作温度范围、充放电循环效率、高低温性能也有较大影响。

DTD(硫酸乙烯酯)是广泛应用于锂离子二次电池电解液中，能够在正、负极形成阻抗低且稳定的Li₂SO₃和ROSO₂Li的SEI膜，很好地抑制了正、负极材料与电解液表面的氧化分解以及还原反应，由此而造成的电极表面的极化增大、阻抗增高、电导率低的反应副产物覆盖在表面，造成循环急速跳水、高温下严重产气等问题，因为DTD能够在保证电池低温性能同时兼顾良好的高温性能，所以作为添加剂被广泛地添加到在锂离子电池的电解液中。

中国专利(专利号：CN201610458121.X)中提到一种锂离子电池用电解液及含有该电解液的锂离子电池，选用一种高温型添加剂HMDI(六亚甲基二异氰酸酯)能够提高锂离子电池在高温下的存储性能，与添加剂FEC、VEC等可有效改善HMDI添加后引起的低温性能较差问题。

但是DTD在高温下(超过10℃)会在LiPF₆水解下反应产物PF₅强路易斯酸催化下，导致开环生成有颜色的物质，造成色度明显增加，因此需要低温存储，这给材料保存、运输、生产工艺环节造成一定成本上的增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池非水解性电解液及具有该电解液的锂离子电池。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池非水解性电解液，所述锂离子电池非水解性电解液的原料包括：电解质、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括化合物A、化合物B、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯或硫酸乙烯酯中的一种或两种以上混合物；

所述化合物A的通式为：

其中，R₁、R₂为烷基C_nH_2n+1、烯基C_nH_2n、多烯基、芳香烃基、烷氧基或异氰酸酯的其中一种或多种，R₁、R₂中碳原子个数1≤n≤7；

所述化合物B的通式为：