本发明专利技术提供一种用于锂离子电池的电解液、锂离子电池、电池模块、电池包及装置。所述电解液包括有机溶剂、溶解在该有机溶剂中的电解质锂盐以及添加剂，其中所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂。所述第一添加剂包括如式I或式II所示的烯基二氧硼烷化合物，所述第二添加剂包括如式III所示的磷酸环酐。本发明专利技术的电解液应用于锂离子电池后，能够使锂离子电池在高电压下具有较好的高温循环性能、高温存储性能以及较低的直流阻抗，并使锂离子电池能兼具较好的高电压特性。
Electrolyte, lithium-ion battery, battery module, battery pack and device for lithium-ion battery
【技术实现步骤摘要】
用于锂离子电池的电解液、锂离子电池、电池模块、电池包及装置
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种用于锂离子电池的电解液、锂离子电池、电池模块、电池包及装置。
技术介绍
锂电池相比铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有高比能量密度、宽工作温度范围以及长循环寿命等优点，使其在市场上长期占据着主流地位。随着电子产品市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂离子电池能量密度提升的期望越来越高，开发具有高能量密度的锂离子电池已势在必行。已知高电压锂离子电池是提高锂离子电池的能量密度的有效方法之一，因此工作电压在4.4V以上的锂离子电池已成为目前众多科研单位和企业研究的热点。然而在高电压下，正极氧化活性变高，非水电解液容易在正极表面发生电化学氧化反应，进而产生气体，同时，在高电压下正极材质中的过渡金属溶出迁移到负极消耗活性锂，导致锂离子的电化学性能恶化进而导致失效。解决方法是向电解液中加入成膜添加剂，通过添加剂界面成膜作用来改善电解液和正极间的界面稳定。这些添加剂虽然能够在正极成膜，但会造成界面阻抗增加，导致电池中锂离子迁移扩散动力学性能降低，进而使得锂离子电池的存储性能和循环性能衰减。
技术实现思路
本专利技术部分实施例提供一种用于锂离子电池的电解液、锂离子电池、电池模块、电池包及装置。根据本专利技术，可使锂离子电池在高电压下具有较好的循环性能和存储性能，同时还提高了锂离子电池的倍率充电性能，有效解决了现有技术中存在的缺陷。一方面，本专利技术提供一种用于锂离子电池的电解液，包括有机溶剂、溶解在该有机溶剂中的电解质锂盐以及添加剂，其中所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂。所述第一添加剂包括如式I或式II所示的烯基二氧硼烷化合物：其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自H、含1～10个碳原子的饱和烷基，或者R1与R2或R7与R8联合形成具有至少一个双键且包含选自O、S、N中的至少一个杂原子的3～6元杂环结构。所述第二添加剂包括如式III所示的磷酸环酐，其中R11、R12、R13各自独立地选自H、含1～20个碳原子的饱和烷基或不饱和烷基，或者含6～18个碳原子以及至少一个苯环的基团。第二方面，本专利技术提供一种锂离子电池，包括正极、负极、隔离膜，以及本专利技术第一方面所述的电解液。第三方面，本专利技术还提供一种电池模块，包括本专利技术第二方面所述的锂离子电池。第四方面，本专利技术还提供一种电池包，包括本专利技术第三方面所述的电池模块。第五方面，本专利技术还提供一种装置，包括本专利技术第二方面所述的锂离子电池，所述锂离子电池用作所述装置的电源。将本专利技术的电解液应用于锂离子电池后，能够使锂离子电池在高电压下具有较好的高温循环性能、高温存储性能以及较低的直流阻抗，并使锂离子电池能兼具较好的高电压特性。包括本专利技术所述的锂离子电池的电池模块、电池包和装置也同样具有与所述锂离子电池相同的优势。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的锂离子电池的立体图。图2是图1所示锂离子电池的分解图。图3是根据本专利技术一实施例的电池模块的立体图。图4是根据本专利技术一实施例的电池包的立体图。图5是图4所示电池包的分解图。图6是根据本专利技术一实施例的锂离子电池作为电源装置的示意图。其中，附图标记说明如下：1电池包2上箱体3下箱体4电池模块5电池单体51壳体52电极组件53顶盖组件具体实施方式下面将详细说明根据本专利技术的电解液及包含该电解液的锂离子电池、电池模块、电池包及装置。为了简便，本文仅示例性地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何其它上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因此，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合、或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。应理解，数值的列举仅作为示例，不应解释为穷尽。在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”、“≤”、“≥”均包含本数，“至少一种”是指包括一种或多种，“一种或多种”中的“多种”含义是指两种或两种以上。电解液下文将详细描述根据本专利技术第一方面的用于锂离子电池的电解液。根据本专利技术第一方面的用于锂离子电池的电解液，包括有机溶剂、溶解在该有机溶剂中的电解质锂盐以及添加剂，其中所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂。所述第一添加剂包括如式I或式II所示的烯基二氧硼烷化合物：其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自H、1～10个碳原子的饱和或不饱和烷基，或者R1与R2或R7与R8联合形成具有至少一个双键且含有选自O、S、N中的至少一个杂原子的3～6元杂环结构。在本专利技术一实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自H。在本专利技术一实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自1～5个碳原子的饱和烷基。例如，包括但不限于，甲基、亚甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,3-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基等。在本专利技术一实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自2～5个碳原子的不饱和烷基。例如，包括但不限于，乙烯基或丙烯基。在本专利技术一实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自甲基、亚甲基或乙基。在本专利技术一实施例中，R1与R2或R7与R8联合形成具有至少一个双键且含有选自O、S、N中的至少一个杂原子的3～6元杂环结构。例如，包括但不限于如下所示的杂环结构：在本专利技术一实施例中，R1与R2或R7与R8形成如下所示的杂环结构：在本专利技术一实施例中，所述第一添加剂选自至少一种下述化合物：2-异丙烯基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(化合物1-1)、5,5-二甲基-2-(异丙烯-1-基)-1,3,2-二氧杂环己硼烷(化合物1-2)、2-(2,5-二氢呋喃-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(化合物1-3)、反式-2-丁烯-2-硼酸频哪醇酯(化合物1-4)、2-(3,6-二氢-2H-噻喃-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(化合物1-5)，和2-(1-苯乙烯基)-4,4,5,5-四甲基-(1,3,2)二氧杂戊硼烷(化合物1-6)。...
【技术保护点】
1.一种用于锂离子电池的电解液，包括：/n有机溶剂，/n溶解在所述有机溶剂中的电解质锂盐，以及/n添加剂；/n其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂；/n其中所述第一添加剂包括如式I或式II所示的烯基二氧硼烷化合物：/n
【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的电解液，包括：
有机溶剂，
溶解在所述有机溶剂中的电解质锂盐，以及
添加剂；
其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂；
其中所述第一添加剂包括如式I或式II所示的烯基二氧硼烷化合物：
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地选自H，含1～10个碳原子的饱和烷基，优选1～5个碳原子的饱和烷基，或者R1与R2或R7与R8联合形成具有至少一个双键且含有选自O、S、N中的至少一个杂原子的3～6元杂环结构；
所述第二添加剂包括如式III所示的磷酸环酐：
其中R11、R12、R13各自独立地选自H，含1～20个碳原子的饱和烷基或不饱和烷基，优选含1～5个碳原子的饱和烷基或不饱和烷基，含6～18个碳原子以及至少一个苯环的基团。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂选自下述化合物中的一种或多种：
化合物1-1：2-异丙烯基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷，
化合物1-2：5,5-二甲基-2-(异丙烯-1-基)-1,3,2-二氧杂环己硼烷，
化合物1-3：2-(2,5-二氢呋喃-3-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷，
化合物1-4：反式-2-丁烯-2-硼酸频哪醇酯，
化合物1-5：2-(3,6-二氢-2H-噻喃-4-基)-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼，以及
化合物1-6：2-(1-苯乙烯基)-4,4,5,5-四甲基-(1,3,2)二氧杂戊硼烷。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂为式Ⅰ所示的烯基二氧硼烷化合物，其中R1、R2、R3、R4、R5各自独立地选自H、含1～5个碳原子的饱和烷基，或者R1与R2联合形成具有至少一个双键且含有选自O、S、N中的至少一个杂原子的3～6元杂环结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述第一添加剂选自下述化合物中的一种或多种：
化合物1-1：2-异丙烯基-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷、
化合物1-2：5,5-二甲基-2-(异丙烯-1-基...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永坤，吴凯，程博，鞠峰，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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