本发明专利技术涉及一种锂离子电池非水电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和成膜添加剂，所述成膜添加剂包括含有叁键的磷酸酯类化合物，所述成膜添加剂还包括砜类化合物，所述砜类化合物包括环状砜类化合物和/或直链砜类化合物，其中，R1-R4分别独立地选自氢原子、卤素或碳原子数为1‐5的烷基，A为碳原子数为2‐6的被氢原子、卤素或碳原子数为1‐5的烷基取代的次烷基。本发明专利技术还涉及一种锂离子电池。本发明专利技术的锂离子电池非水电解液具有提高低温性能并进一步改善电池的高温性能和循环性能的有益效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及裡离子电池电解液
，特别设及一种裡离子电池非水电解液及 裡离子电池。
技术介绍
裡离子电池与其他电池相比，具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出 功率大、充电效率高、无记忆效应和循环寿命长等优点，目前已经成为了 3C(即计算机、通 讯和消费电子产品）领域裡离子二次电池的首选。3C领域的小电池，要求具有比能量高、 循环性能和高溫性能好的特点。钻酸裡材料因其高的比能量密度和良好的循环性能，一直 是3C领域裡离子电池的首选正极材料，但钻酸裡作为正极材料的缺点是其安全性差且价 格高。=元儀钻儘材料具有适当的能量密度W及较低的价格，且具有向高电压发展的优势， 但是=元儀钻儘材料作为正极材料存在高溫性能不足的缺点。 电解液是影响电池各项电化学性能的关键因素，特别地，电解液中的添加剂对电 池的各项性能的发挥尤其重要。在3C领域，为了使裡离子电池具有更高的能量密度，一种 方案是提高裡电池的工作电压。随着裡电池工作电压的提高，电解液的分解反应会加剧，但 是，随之带来的问题是电池的高溫性能和循环性能的恶化；另一种方案是提高电池的容量。 运就要求电池的正、负极面密度和压实密度的不断提高，随之带来的问题是电池的阻抗的 不断增大。而现有技术所采取的方案为上述两种方案的结合，而上述两种方案的结合后的 裡电池同时存在不同程度的高溫性能和循环性能恶化、阻抗高的缺点，因此，使裡电池在使 用中面临更为突出的问题。 为了保证电池优异的循环性能，电解液中通常会选择加入传统的成膜添加剂，例 如碳酸亚乙締醋（VC)或氣代碳酸乙締醋（FEC)。因为运类添加剂在电池首次充电时，能 在石墨负极形成优良的SEI膜，该SEI膜致密性好，热稳定性好，可W明显改善电池的循环 性能，特别是高溫循环性能；但是运类传统的成膜添加剂存在高溫储存性能不理想的不足； 另外，专利申请号为201410534841. 0的中国专利公开了一种新型的成膜添加剂，即含皇键 的憐酸醋化合物，其不仅可W改善高溫循环性能，还能明显改善储存性能；但是，上述含皇 键的憐酸醋化合物作为成膜添加剂存在直流内阻值CIR)较大且低溫性能较差的不足。 专利申请号为201380029910的专利申请公开一种二次电池，所述二次电池包含 能够吸藏并放出裡的正极和包含非水电解溶剂的电解液，其中所述正极具有相对于裡在 4. 5VW上的电位运行的正极活性材料，且其中所述非水电解溶剂包含由预定式表示的讽化 合物和由预定式表示的氣化酸化合物。即，上述专利公开了同时采用讽化合物和氣化酸化 合物，W改善裡电池的循环特性并减少气体产生，此外通过"正极具有相对于裡在4. 5VW 上的电位运行的正极活性材料"使得裡电池的能量密度得到提高。上述专利的能量密度的 提高并非由其添加剂作用而成的。上述专利虽然可W-定程度提高裡电池的能量密度，但 是仍存在电池阻抗高的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种高溫性能好且阻抗低的裡离子电池非水 电解液，进一步提供一种包括上述裡离子电池非水电解液的裡离子电池。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为： -种裡离子电池非水电解液，包括非水有机溶剂、裡盐和成膜添加剂，所述成膜添 加剂包括含有皇键的憐酸醋类化合物，所述成膜添加剂还包括讽类化合物，所述讽类化合 物包括环状讽类化合物和/或直链讽类化合物，所述环状讽类化合物的结构式如下式： 所述直链讽类化合物的结构式如下式：[001引其中，R1-R4分别独立地选自氨原子、面素或碳原子数为1- 5的烷基，A为碳原子 数为2 - 6的被氨原子、面素或碳原子数为1 - 3的烷基取代的次烷基。 本专利技术还提供一种裡离子电池，包括正极、负极和置于正极与负极之间的隔膜，还 包括上述的裡离子电池非水电解液。 本专利技术的有益效果在于： (1)在正极形成厚度薄、成分均匀且致密性好的保护膜，降低阻抗并提高电导率， 从而提高裡离子电池非水电解液的低溫性能； (2)在加入含有不饱和皇键的憐酸醋化合物获得较好的高溫性能和循环性能的基 础上，进一步改善电解液在正极的分解反应，从而进一步改善电池的高溫性能和循环性能。【具体实施方式】 为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，W下结合实施方式予W说明。 本专利技术最关键的构思在于：将环状讽类化合物加入含有不饱和皇键的憐酸醋化 合物的非水电解液中，在不影响高溫性能和循环性能的同时，可W明显降内阻，进而改善电 池的低溫性能。 本专利技术提供一种裡离子电池非水电解液，包括非水有机溶剂、裡盐和成膜添加剂， 所述成膜添加剂包括含有皇键的憐酸醋类化合物，所述成膜添加剂还包括讽类化合物，所 述讽类化合物包括环状讽类化合物和/或直链讽类化合物，所述环状讽类化合物的结构式 如下式： 所述直链讽类化合物的结构式如下式：[002引其中，R1-R4分别独立地选自氨原子、面素或碳原子数为1- 5的烷基，A为碳原子 数为2-6的被氨原子、面素或碳原子数为1- 3的烷基取代的次烷基。 本专利技术的技术原理为： 含有不饱和皇键的憐酸醋化合物能够在负极表面形成稳定的纯化膜，可W较大程 度阻止电解液的分解。此外，含有不饱和皇键的憐酸醋化合物也能在正极表面形成保护膜， 可W进一步阻止电解液在正极表面被氧化分解，同时抑制正极金属离子的溶出，尤其是在 充电电压等于或大于4.35V时，其效果更加明显，可W明显提高裡电池的高溫性能和循环 性能，但是上述憐酸醋化合物的添加同时也引起内阻增大，从而低溫性能变差的问题。 针对上述问题，本专利技术在添加含有不饱和皇键的憐酸醋化合物的基础上，加入讽 类化合物。由于讽类化合物的氧化电位较低，可W在正极形成一层厚度较薄、成分均匀、致 密性好的保护膜。 讽类化合物在正极反应后形成的保护膜的主要成分为横酸烷基裡或横酸烷基类 化合物，由本专利技术的讽类化合物的结构式的设置，生成的横酸烷基类化合物分子量小、为链 状且性质稳定，同时它们之间不会发生共聚或二次反应等（共聚或二次反应使生成物的分 子量变大且会使保护膜的厚度增大，从而增大阻抗），从而保证形成的保护膜具有厚度薄、 成分均匀且致密性好的性质。 保护膜的致密性好可W有效改善电解液在正极的分解反应，阻止正极金属离子的 溶出；保护膜的厚度及成分均匀的性质，可W有效降低阻抗；同时薄且成分均匀的保护膜 利于提高裡离子在充放电过程中的于上述保护膜上的通过性，进而提高裡离子电导率；而 阻抗的降低与裡离子电导率的提高均可W有效提高电解液的低溫性能（包括直流阻抗和 交流阻抗）。 阻抗的降低除了受到保护膜的厚度和均匀性的影响外，还与保护膜的成分息息相 关。保护膜的主要成分为横酸烷基裡或横酸烷基类化合物，C-S;C-S化学键在高电位下比 C-C化学键更易断裂，氧化分解电位更低，，此种变化是可能导致形成的正极保护膜阻抗较 低的原因。 如果将横酸烷基类化合物作为正极的成膜添加剂直接加入电解液中，横酸烷基类 化合物可能会发生其他分解反应，而不能在正极有效地形成保护层，导致电解液在高溫环 境下分解较为严重从而恶化当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池非水电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和成膜添加剂，所述成膜添加剂包括含有叁键的磷酸酯类化合物，其特征在于，所述成膜添加剂还包括砜类化合物，所述砜类化合物包括环状砜类化合物和/或直链砜类化合物，所述环状砜类化合物的结构式如下式：所述直链砜类化合物的结构式如下式：其中，R1‑R4分别独立地选自氢原子、卤素或碳原子数为1‐5的烷基，A为碳原子数为2‐6的被氢原子、卤素或碳原子数为1‐3的烷基取代的次烷基。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石桥，胡时光，林木崇，陈群，黄琦，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。