一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池制造技术

为克服现有锂离子电池非水电解液无法兼顾高温储存及循环性能的问题，本发明专利技术提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐以及结构式1和/或结构式2所示的化合物：

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。
技术介绍
相比铅酸电池、镍氢电池或镍镉电池，锂离子电池因其工作电压高、安全性高、长寿命、无记忆效应等特点，在便携式电子产品领域中取得了长足的发展。随着新能源汽车的发展，锂离子电池在新能源汽车用动力电源系统具有巨大的应用前景。在锂离子电池首次充电过程中，锂盐和有机溶剂在电极表面发生分解反应形成钝化膜，形成的钝化膜可以有效抑制有机溶剂和锂盐的进一步分解，且钝化膜是离子可导，电子不可导。电极表面钝化膜的特性(如阻抗大小、稳定性等)对锂离子电池的性能有着重要的影响在后续的高温储存或高温循环过程中，SEI膜不断被破坏及修复，同时电解液不断被消耗且电池内阻逐渐增加，最终导致电池跳水。许多科研者通过往电解液中添加不同的负极成膜添加剂(如碳酸亚乙烯酯，氟代碳酸乙烯酯，碳酸乙烯亚乙酯)来改善SEI膜的质量，从而改善电池的各项性能。例如，在日本特开2000-123867号公报中提出了通过在电解液中添加碳酸亚乙烯酯来提高电池特性。碳酸亚乙烯酯能够优先于溶剂分子在负极表面发生还原分解反应，能在负极表面形成钝化膜，阻止电解液在电极表面进一步分解，从而提高电池的循环性能。但添加碳酸亚乙烯酯后，电池在高温储存中过程中容易产生气体，导致电池发生鼓胀。此外，碳酸亚乙烯酯形成的钝化膜阻抗较大，尤其在低温条件下，容易发生低温充电析锂，影响电池安全性。氟代碳酸乙烯酯也能在负极表面形成钝化膜，改善电池的循环性能，且形成的钝化膜阻抗比较低，能够改善电池的低温放电性能。但氟代碳酸乙烯酯在高温储存产生更多的气体，明显降低电池高温储存性能。
技术实现思路
针对现有锂离子电池非水电解液无法兼顾高温储存及循环性能的问题，本专利技术提供了一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐以及结构式1和/或结构式2所示的化合物：其中，A和B各自独立的为结构式R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立选自氢、卤素、1-3个碳原子的卤代或非卤代有机基团，m、n、h、f为0、1或2，且m+h≥1，n+f≥1；其中，A和B各自独立的为结构式R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24各自独立选自氢、卤素、1-3个碳原子的卤代或非卤代有机基团，w、r、x、y为0、1或2，且w+r≥1，x+y≥1。根据本专利技术提供的锂离子电池非水电解液，加入有结构式1和/或结构式2所示的化合物，结构式1和/或结构式2所示的化合物在充电过程中能够优先于有机溶剂在负极表面得到电子而发生还原反应生成钝化膜，且具有良好的成膜效果，从而进一步抑制有机溶剂分解。此外，结构式1和/或结构式2所示的化合物形成的钝化膜的热稳定性更好，有效地抑制了电池高温存储过程中的气体产生，从而改善电池的高温储存及循环性能。可选的，所述结构式1所示的化合物选自如下化合物：可选的，所述结构式2所示的化合物选自如下化合物：可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1和/或结构式2所示的化合物的质量百分含量为0.1％～5.0％。可选的，所述锂离子电池非水电解液还包括不饱和环状碳酸酯和氟代环状碳酸酯、环状磺酸内酯和环状硫酸酯中的一种或多种。可选的，所述不饱和环状碳酸酯包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯和亚甲基碳酸乙烯酯中的一种或多种；所述氟代环状碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯和双氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种；所述环状磺酸内酯包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯和丙烯基-1,3-磺酸内酯中的一种或多种；所述环状硫酸酯包括硫酸乙烯酯和4-甲基硫酸乙烯酯中的一种或多种。所述锂离子电池非水电解液中，所述不饱和环状碳酸酯的含量为0.01-10％；所述氟代环状碳酸酯的含量为0.01-10％；所述环状磺酸内酯的含量为0.01-10％；所述环状硫酸酯的含量为0.01-10％。可选的，所述溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。可选的，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiN(SO2CF3)2和LiN(SO2F)2中的一种或多种。另一方面，本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极以及如上所述的锂离子电池非水电解液。可选的，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料选自LiNixCoyMnzL(1-x-y-z)O2、LiCox’L(1-x’)O2、LiNix”L’y’Mn(2-x”-y’)O4、Liz’MPO4中的至少一种，其中，L为Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si或Fe中的至少一种，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0＜x+y+z≤1，0<x’≤1，0.3≤x”≤0.6，0.01≤y’≤0.2，L’为Co、Al、Sr、Mg、Ti、Ca、Zr、Zn、Si、Fe中的至少一种；0.5≤z’≤1，M为Fe、Mn、Co中的至少一种。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术一实施例提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐以及结构式1和/或结构式2所示的化合物：其中，A和B各自独立的为结构式R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立选自氢、卤素、1-3个碳原子的卤代或非卤代有机基团，m、n、h、f为0、1或2，且m+h≥1，n+f≥1；其中，A和B各自独立的为结构式R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24各自独立选自氢、卤素、1-3个碳原子的卤代或非卤代有机基团，w、r、x、y为0、1或2，且w+r≥1，x+y≥1。在一些实施例中，所述结构式1所示的化合物选自如下化合物：在一些实施例中，所述结构式2所示的化合物选自如下化合物：需要说明的是，以上是本专利技术所要求保护的部分化合物，但不限于此，不应理解为对本专利技术的限制。在一些实施例中，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1和/或结构式2所示的化合物的质量百分含量为0.1％～5.0％。具体的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1和/或结构式2所示的化合物的质量百分含量可以为0.1％、0.3％、0.6％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.3％、2.6％、2.9％、3.1％、3.5％、3.7％、4.0％、4.3％、4.5％、4.8％或5.0％。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池非水电解液，其特征在于，包括溶剂、锂盐以及结构式1和/或结构式2所示的化合物：/n

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池非水电解液，其特征在于，包括溶剂、锂盐以及结构式1和/或结构式2所示的化合物：



其中，A和B各自独立的为结构式
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立选自氢、卤素、1-3个碳原子的卤代或非卤代有机基团，m、n、h、f为0、1或2，且m+h≥1，n+f≥1；



其中，A和B各自独立的为结构式
R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24各自独立选自氢、卤素、1-3个碳原子的卤代或非卤代有机基团，w、r、x、y为0、1或2，且w+r≥1，x+y≥1。


2.根据权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述结构式1所示的化合物选自如下化合物：





3.根据权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述结构式2所示的化合物选自如下化合物：





4.根据权利要求1～3中任意一项所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式1和/或结构式2所示的化合物的质量百分含量为0.1％～5.0％。


5.根据权利要求1所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子电池非水电解液还包括不饱和环状碳酸酯和氟代环状碳酸酯、环状磺酸内酯和环状硫酸酯中的一种或多种。


6.根据权利要求5所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述不饱和环状碳酸酯包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯和亚甲基碳酸乙烯酯中的一种或多种；

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仲天，钟玲，胡时光，涂凯，石桥，熊得军，
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