[发明专利]非水电解液及锂离子二次电池

说明书

本发明提供一种非水电解液及锂离子二次电池。所述非水电解液包括非水有机溶剂、溶于非水有机溶剂中的锂盐以及添加剂。所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂为具有式1结构的化合物。本发明的非水电解液有效地解决了锂离子二次电池在高温高电压下存储胀气的问题，且锂离子二次电池还具有优异的高温循环性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种非水电解液及锂离子二次电池。

背景技术

随着便携式电子产品的功能的升级以及电动汽车的发展，对锂离子二次电池的性能提出了更高的要求。目前商业化的锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMnO₂)、三元材料(NCM)、磷酸铁锂(LFP)，然而其充电截至电压一般不超过4.2V，为了满足便携式电子产品以及电动汽车可持续工作的需求，锂离子电池需要在高电压体系下工作。然而在高电压下，正极材料对电解液的氧化能力显著增强，同时伴随过渡金属元素的溶出(尤其是锰元素)，锂离子电池在高温存储以及循环测试过程中，会致使电解液的溶剂不断地被氧化分解，导致电池体积膨胀，由此造成了锂离子电池的容量衰减及安全隐患。

2014年7月1日授权公告的美国专利授权公告号为US8765294B2的专利公开了一种在电解液中添加具有式2结构的化合物的方法，

在式2中，R₁、R₂独立地选自C1-C6的烷基或其它基团，同时R₁、R₂可分别成线状或环状。该方法拓宽了锂离子二次电池电解液的电化学窗口，具有优良的电解液抗氧化能力。该化合物具有较低的熔点及较低的融化热，因此在有机溶剂中能更好地分解成三氟化硼并充分利用其优良的性能。2000年4月4日授权公告的美国专利授权公告号为US6045948公开了含有三氟化硼的碳酸酯及磷酸酯类的有机溶剂可提高电池在常压下的循环性能。然而对高电压下的循环性能未曾报道，对高温存储胀气的问题也没有很好的解决。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种非水电解液及锂离子二次电池，所述非水电解液有效地解决了锂离子二次电池在高温高电压下存储胀气的问题，且锂离子二次电池还具有优异的高温循环性能。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种非水电解液，其包括非水有机溶剂、溶于非水有机溶剂中的锂盐以及添加剂。所述添加剂包括第一添加剂，所述第一添加剂为具有式1结构的化合物；

在式1中，R₁选自氢、卤素、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为2～30的烯基、碳原子数为2～30的炔基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～30的环烷基、碳原子数为3～30的环烯基、碳原子数为6～15的环炔基、碳原子数为7～30的芳烷基、碳原子数为1～6的杂烷基、碳原子数为6～20的杂芳基、碳原子数为3～20的杂芳基烷基、碳原子数为2～20的杂环烷基中的一种；R₂、R₃各自独立地选自氢、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为2～30的烯基、碳原子数为2～30的炔基、碳原子数为6～20的芳基、碳原子数为3～30的环烷基、碳原子数为3～30的环烯基、碳原子数为6～15的环炔基、碳原子数为7～30的芳烷基、碳原子数为1～4的烷氧基、碳原子数为1～6的杂烷基、碳原子数为6～20的杂芳基、碳原子数为1～20的醛基、碳原子数为3～20的杂芳基烷基、碳原子数为2～20的杂环烷基中的一种；杂原子选自N、O、S、P中的一种或几种。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子二次电池，其包括：正极片；负极片；隔离膜，间隔于相邻正负极片之间；非水电解液；以及包装箔。其中，所述非水电解液为根据本发明第一方面所述的非水电解液。

本发明的有益效果如下：