一种锂二次电池电解液和含有该电解液的锂二次电池制造技术

为了提升电池的高温循环和储存性能，同时兼顾低温性能。本发明专利技术公开了一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物；本发明专利技术还公开了一种包含有上述电解液的锂二次电池。本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，本发明专利技术通过硼酸酯化合物、磷酸盐化合物和环状硫酸酯化合物的协同作用，可以形成低界面阻抗和高稳定性的界面膜，从而改善电池的高温性能且兼顾低温性能。

A lithium secondary battery electrolyte and a lithium secondary battery containing the electrolyte

In order to improve the high temperature cycle and storage performance of the battery, the low temperature performance is also considered. The invention discloses an electrolyte for lithium secondary battery, including organic solvent, conductive lithium salt and additive, the additive comprises at least one borate compound, at least one phosphate compound and at least one cyclic sulfate compound, and the invention also discloses a lithium secondary battery containing the electrolyte. The invention belongs to the technical field of lithium ion battery. The synergistic effect of boric acid ester compound, phosphate compound and cyclic sulfate compound can form a boundary film with low interface impedance and high stability, thereby improving the high-temperature performance of the battery and taking into account the low temperature performance.

【技术实现步骤摘要】
一种锂二次电池电解液和含有该电解液的锂二次电池
本专利技术属于锂二次电池
，尤其涉及一种锂二次电池电解液及含有该电解液的锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池由于具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、环境友好等优点，在笔记本、手机、数码相机、蓝牙耳机、无人机、电动汽车、大型储能等领域被广泛的应用。然而，随着生活水平的提高，人们对于电池的续航能力提出了更高的要求。因此，新型高电压高比容量正极材料，如高镍材料，被开发用于锂二次电池。当前，循环稳定性差、高温储存膨胀大等问题成了高镍材料正极锂二次电池的最大挑战。其主要原因是高镍材料对电解液催化作用引起电解液严重分解。添加电解液添加剂是改善高镍材料电化学性能的主要方法。但是，当前单一电解液添加剂的运用存在稳定性差或离子导电性差等缺点，依然不能满足电池性能需求。因此，为了提升高镍材料锂二次电池高温下的循环稳定性和存储寿命，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够通过添加剂的协同作用形成优良界面膜的电解液，从而提升电池的高温循环和储存性能，同时兼顾低温性能。本专利技术的另一目的是提供一种含有该电解液的锂二次电池。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物。进一步的，所述硼酸酯化合物的用量占电解液总质量的0.01％～5％，所述磷酸盐化合物的用量占电解液总质量的0.01％～3％，所述环状硫酸酯化合物的用量占电解液总质量的0.01％～10％。进一步的，所述硼酸酯化合物选自硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三苯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种；所述磷酸盐化合物选自三草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、草酸磷酸锂中的至少一种；所述环状硫酸酯化合物选自硫酸乙烯酯、2-丙基硫酸乙烯酯、2-氟硫酸乙烯酯、2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯中的至少一种。进一步的，所述有机溶剂包括环状溶剂和线型溶剂，所述环状溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯和γ-戊內酯中的一种或多种组合；所述线型溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸丙酯中的一种或多种组合。进一步的，所述导电锂盐占锂二次电池电解液总质量的8％～20％。进一步的，所述导电锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。一种含有上述锂二次电池电解液的锂二次电池，包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片、隔膜和上述锂二次电池电解液。进一步的，所述正极活性材料为镍钴锰三元材料或镍钴铝三元材料。进一步的，所述镍钴锰三元材料为Li(NixCoyMnz)O2，x＞0.8，y>0，z>0，x+y+z＝1，进一步的，所述镍钴铝三元材料为Li(NixCoyAlz)O2，x＞0.8，y>0，z>0，x+y+z＝1。本专利技术相对于现有技术的有益效果：硼酸酯化合物中的硼氧基团为缺电子结构，可以与界面膜中氟化锂结合，降低SEI膜阻抗；磷酸盐化合物很容易分解形成有机网状含锂的界面膜，具有高的锂离子导电特性，可明显降低传质阻抗。同时，通过环状硫酸酯化合物的加入可以提高界面膜的坚韧性。通过硼酸酯化合物、磷酸盐化合物和环状硫酸酯化合物的协同作用，可以形成低界面阻抗和高稳定性的界面膜，从而改善电池的高温性能且兼顾低温性能。具体实施方式下面通过示例性的实施例对本专利技术进行进一步的阐述；但本专利技术的范围不应局限于实施例的范围，任何不偏离本专利技术主旨的变化或改变能够为本领域的技术人员所理解，都在本专利技术的保护范围以内。具体实施方式一一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物。进一步的，所述硼酸酯化合物的用量占电解液总质量的0.01％～5％，所述磷酸盐化合物的用量占电解液总质量的0.01％～3％，所述环状硫酸酯化合物的用量占电解液总质量的0.01％～10％，所述导电锂盐占锂二次电池电解液总质量的8％～20％，剩余为有机溶剂。进一步的，所述硼酸酯化合物选自硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三苯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种。进一步的，所述磷酸盐化合物选自三草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、草酸磷酸锂中的至少一种。进一步的，所述环状硫酸酯化合物选自硫酸乙烯酯、2-丙基硫酸乙烯酯、2-氟硫酸乙烯酯、2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯中的至少一种。进一步的，所述有机溶剂包括环状溶剂和线型溶剂，所述环状溶剂和线型溶剂的比例为1～2:5，所述环状溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯和γ-戊內酯中的一种或多种组合；所述线型溶剂为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸丙酯中的一种或多种组合。进一步的，所述导电锂盐为六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种。一种锂二次电池，包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片、隔膜和上述锂二次电池电解液。进一步的，所述正极活性材料为镍钴锰三元材料或镍钴铝三元材料。进一步的，所述镍钴锰三元材料为Li(NixCoyMnz)O2，x＞0.8，y>0，z>0，x+y+z＝1。进一步的，所述镍钴铝三元材料为Li(NixCoyAlz)O2，x＞0.8，y>0，z>0，x+y+z＝1。实施例1一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的79.99％，所述有机溶剂包括环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线性溶剂(碳酸甲乙酯)，所述碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为1:5；所述导电锂盐为六氟磷酸锂，所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的8.00％；所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物，所述硼酸酯化合物为硼酸三甲酯，所述硼酸三甲酯占电解液总质量的0.01％；所述磷酸盐化合物为草酸磷酸酯，所述草酸磷酸酯占电解液总质量的2％；所述环状硫酸酯化合物为2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯，所述2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯占电解液总质量的10％。一种锂二次电池，包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片、隔膜和上述锂二次电池电解液，所述正极活性材料LiNi0.83Co0.07Mn0.2O2，所述负极活性材料为石墨。实施例2一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述有机溶剂占锂二次电池电解液总质量的82.99％，所述有机溶剂包括环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线性溶剂(碳酸甲乙酯)，所述碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为2:5；所述导电锂盐为六氟磷酸锂，所述六氟磷酸锂占锂二次电池电解液总质量的12％；所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物，所述硼酸酯化合物为硼酸三丙酯，所述硼酸三丙酯占电解液总质量的2％；所述磷酸盐化合物为草酸磷酸酯，所述草酸磷酸酯占电解液总质量的3％；所述环状硫酸酯化合物为2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯，所述2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯占电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，其特征在于：所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物。

【技术特征摘要】
1.一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，其特征在于：所述添加剂包括至少一种硼酸酯化合物、至少一种磷酸盐化合物和至少一种环状硫酸酯化合物。2.根据权利要求1所述的一种锂二次电池电解液，其特征在于：所述硼酸酯化合物的用量占电解液总质量的0.01％～5％，所述磷酸盐化合物的用量占电解液总质量的0.01％～3％，所述环状硫酸酯化合物的用量占电解液总质量的0.01％～10％。3.根据权利要求1所述的一种锂二次电池电解液，其特征在于：所述硼酸酯化合物选自硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三苯酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种；所述磷酸盐化合物选自三草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、草酸磷酸锂中的至少一种；所述环状硫酸酯化合物选自硫酸乙烯酯、2-丙基硫酸乙烯酯、2-氟硫酸乙烯酯、2-硫酸乙烯酯基硫酸乙烯酯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种锂二次电池电解液，其特征在于：所述有机溶剂包括环状溶剂和线型溶剂，所述环状溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、γ-丁内酯和γ-戊內酯中的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖波，李素丽，王海，王龙，徐延铭，李俊义，
申请(专利权)人：珠海光宇电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44