一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池电解液以及含有该电解液的锂离子电池，该电解液能够提高锂离子电池常温和高温性能，包括锂离子电池在高压和高温下的循环稳定性和存储寿命，并且可以改善低温性能，具体方案如下：一种锂离子电池电解液有机溶剂、导电锂盐，添加剂A，所述添加剂A如结构式(I)所示，其中，R1选自碳、硫或硅，R2选自氢、卤素、C1～4烷基及其卤代烷基、C6～10芳基及其卤代芳基、C1‑C4腈基、C2‑C6的烯基、烷氧基和羧基。本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，其优势在于能够显著提高电池的循环和高温储存性能，同时改善低温性能。

A lithium-ion battery electrolyte and a lithium-ion battery containing the electrolyte

The present invention provides an electrolyte for lithium ion batteries and a lithium ion battery containing the electrolyte. The electrolyte can improve the performance of lithium ion batteries at room temperature and high temperature, including cycle stability and storage life of lithium ion batteries at high pressure and high temperature, and can improve low temperature performance. The specific scheme is as follows: an organic solvent for lithium ion battery electrolyte, conductive lithium salt, adding Additive A, the additive A as shown in structural formula (I), in which R1 is selected from carbon, sulfur or silicon, R2 is selected from hydrogen, halogen, C1-4 alkyl and its halogenated alkyl, C6-10 aryl and its halogenated aryl, C1_C4 nitrile, C2_C6 alkoxy and carboxyl groups. The invention belongs to the technical field of lithium ion batteries, and has the advantage that the cycle and high temperature storage performance of the batteries can be significantly improved, while the low temperature performance can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池在消费类电池和动力电池等领域已经得到广泛使用，如手机、数码相机、笔记本电脑、纯电动汽车和混合电动汽车。这主要归因于锂离子电池独特的优势，例如：高比能量、高工作电压、环境友好、循环寿命长等。但是，现有的锂离子电池体系已经无法满足人们对电池续航能力的追求，因此，高容量的正负极材料(如：高镍正极，富锂锰基正极、硅基负极)的开发受到科研人员的关注。然而，在高容量正负极材料的使用过程中逐渐出现循环性能差、高温储存膨胀大的问题。这主要归因于以下两个方面：第一，高镍正极材料、硅基负极材料等表面活性较高，极易与电解液反应，使得电解液不断被消耗；第二，高镍材料中Ni在循环过程中容易溶出，经电解液相扩散、沉积到负极侧而破坏负极表面的固体电解质界面膜(俗称SEI膜)，进而导致电池容量急剧衰减。因此，确有必要开发一种在锂离子电池中具有高稳定性和优异循环性能的电解液。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池电解液以及含有该电解液的锂离子电池，该电解液能够提高锂离子电池常温和高温性能，包括锂离子电池在高压和高温下的循环稳定性和存储寿命，并且可以改善低温性能。为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐，所述锂离子电池电解液还包括添加剂A，所述的添加剂A为满足结构式(I)所示的至少一种物质，结构式(I)表示如下：结构式(I)中的R1选自碳、硫或硅，结构式(I)中的R2选自氢、卤素、C1～4烷基及其卤代烷基、C6～10芳基及其卤代芳基、C1-C4腈基、C2-C6的烯基、烷氧基和羧基中的一种。优选的，结构式(I)中的R1选自碳或硫，结构式(I)中的R2选自氟、甲基、乙基、氟代甲基、苯基、氟代苯基、乙烯基、丙烯基、氟代丙烯基或羧甲基。进一步的，所述的添加剂A的含量占电解液总质量的0.1％～10.00％。进一步的，所述有机溶剂的含量占电解液总质量的70％～91.9％。进一步的，所述导电锂盐的含量占电解液总质量的8.00％～20.00％。进一步的，所述有机溶剂为碳酸酯、羧酸酯、氟代醚中的一种或多种的组合。进一步的，所述导电锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二氟双草酸磷酸锂(LiDFOP)、四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和双草酸硼酸锂(LiBOB)中的一种或多种的组合。进一步的，所述锂离子电池电解液还包括以任意比例互配的硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烷磺酸内酯，其互配总量不超过电解液总质量的10％。一种含有上述锂离子电池电解液的锂离子电池，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、隔膜和所述锂离子电池电解液。本专利技术相对于现有技术的有益效果：本专利技术所提供的一种锂离子电池电解液，通过加入添加剂A，可以在正极材料表面形成稳定和致密的钝化膜，从而抑制正极材料的氧化活性，减少循环或高温储存过程中电解液的氧化分解。同时，添加剂A可以优先于溶剂在负极材料表面被还原形成低阻抗的界面膜，有利于改善电池的低温性能。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离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂A，所述的添加剂A为满足结构式(I)所示的至少一种物质，结构式(I)表示如下：进一步的，结构式(I)中R1选自碳、硫或硅，结构式(I)中R2选自氢、卤素、C1～4烷基及其卤代烷基、C6～10芳基及其卤代芳基、C1-C4腈基、C2-C6的烯基、烷氧基和羧基中的一种。进一步的，所述的添加剂A的含量占电解液总质量的0.1％～10.00％。优选的，结构式(I)中R1选自碳或硫。优选的，结构式(I)中R2选自氢、卤素、C1～4烷基及其卤代烷基、C6～10芳基及其卤代芳基、C1-C4腈基、C2-C6的烯基、烷氧基和羧基中的一种。优选的，结构式(I)中R2选自氟、甲基、乙基、氟代甲基、苯基、氟代苯基、乙烯基、丙烯基、氟代丙烯基或羧甲基。优选的，添加剂A选自以下物质中的至少一种：进一步的，所述有机溶剂的含量占电解液总质量的70％～91.9％，所述导电锂盐的含量占电解液总质量的8.00％～20.00％。进一步的，所述有机溶剂为碳酸酯、羧酸酯、氟代醚中的一种或多种的组合。进一步的，所述导电锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二氟双草酸磷酸锂(LiDFOP)、四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和双草酸硼酸锂(LiBOB)中的一种或多种的组合。进一步的，所述锂离子电池电解液还包括以任意比例互配的硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙烷磺酸内酯，其互配总量不超过电解液总质量的10％。一种含有上述锂离子电池电解液的锂离子电池，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、隔膜和所述锂离子电池电解液。实施例1一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述有机溶剂占锂离子电池电解液总质量的91.9％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线性溶剂(碳酸甲乙酯)组成，碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的质量比为1:2。所述导电锂盐占锂离子电池电解液总质量的8％，所述导电锂盐为六氟磷酸锂。所述电解液添加剂A为A1，A1占电解液总质量的0.1％。将本实施例的电解液用于LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2/石墨软包电池。实施例2一种锂离子电池电解液，由有机溶剂、导电锂盐和添加剂构成，所述有机溶剂占锂离子电池电解液总质量的85.00％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线性溶剂(丙酸丙酯)组成，碳酸乙烯酯和丙酸丙酯的质量比为1:2。所述导电锂盐占锂离子电池电解液总质量的12％，所述导电锂盐为双氟磺酰亚胺锂。所述电解液添加剂A为A1，A1占电解液总质量的3％。将本实施例的电解液用LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/石墨软包电池。实施例3一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述有机溶剂占锂离子电池电解液总质量的80％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线型溶剂(碳酸甲乙酯、1,1,2,3-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚)组成，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和1,1,2,3-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚的质量比为1:1:1。所述导电锂盐占锂离子电池电解液总质量的10％，所述导电锂盐为二氟双草酸磷酸锂。所述电解液添加剂A为A1，A1占电解液总质量的10％。将本实施例的电解液用LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/石墨软包电池。实施例4一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述有机溶剂占锂离子电池电解液总质量的91％，由环状溶剂(碳酸乙烯酯)和线型溶剂(碳酸甲乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐，其特征在于：所述锂离子电池电解液还包括添加剂A，所述添加剂A为满足结构式(I)所示的至少一种物质，结构式(I)表示如下：

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐，其特征在于：所述锂离子电池电解液还包括添加剂A，所述添加剂A为满足结构式(I)所示的至少一种物质，结构式(I)表示如下：2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：结构式(I)中的R1选自碳、硫或硅，结构式(I)中的R2选自氢、卤素、C1～4烷基及其卤代烷基、C6～10芳基及其卤代芳基、C1-C4腈基、C2-C6的烯基、烷氧基和羧基中的一种。3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：结构式(I)中的R1选自碳或硫，结构式(I)中的R2选自氟、甲基、乙基、氟代甲基、苯基、氟代苯基、乙烯基、丙烯基、氟代丙烯基或羧甲基。4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的添加剂A的含量占电解液总质量的0.1％～10.00％。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述有机溶剂的含量占电解液总质量的70％～91.9％。6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述导电锂盐的含...

【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