本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，公开了一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液及锂离子电池。所述高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液包含非水有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂中包含常规添加剂和式(Ⅰ)结构所示的磺酰异氰酸酯类添加剂：其中，R2～R6为烷基、氟代烷基、烷氧基、氢原子、氟、氯或溴。其中，所述磺酰异氰酸酯类添加剂能够在正极材料表面氧化形成钝化膜，抑制电解液在正极材料表面的氧化反应，与其他添加剂协同作用，所形成的正极钝化膜能够抵御氢氟酸的侵蚀和正极材料结构的坍塌造成钴离子的溶出。料结构的坍塌造成钴离子的溶出。
【技术实现步骤摘要】
一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液及锂离子电池
[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液及锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池由于具有高工作电压、高能量密度、长寿命、宽工作温度范围和环境友好等优点，被广泛应用于3C数码产品、电动工具、电动汽车、航空航天等领域。随着人们对电池的要求越来越高，轻薄和高能量密度成为电池发展的趋势，尤其是对于3C数码产品(如手机电池、平板电脑和摄影设备)而言。
[0003]为了提高锂离子电池的能量密度，常用的措施是提高正极材料的充电截止电压，如商业化的钴酸锂电池电压从4.2V
→
4.35V
→
4.4V
→
4.45V
→
4.48V
→
4.5V。但正极材料在高电压下会存在一定的缺陷，如高电压正极活性材料在缺锂状态时具有很强的氧化性，电解液很容易被氧化分解，产生大量的气体和热量；此外，高电压正极活性材料在缺锂状态时自身也很不稳定，易发生一些副反应，如释放氧、过渡金属离子溶出等。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液，该高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液中的苯磺酰异氰酸酯类添加剂能够在正极材料表面氧化形成钝化膜，抑制电解液在正极材料表面的氧化反应，所形成的正极钝化膜能够抵御氢氟酸的侵蚀和正极材料结构的坍塌造成的钴离子溶出，从而提高高电压钴酸锂锂离子电池的电化学性能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液包含非水有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂中包含常规添加剂和式(Ⅰ)结构所示的磺酰异氰酸酯类添加剂：
[0006][0007]其中，R2～R6为烷基、氟代烷基、烷氧基、氢原子、氟、氯或溴。
[0008]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述式(Ⅰ)结构所示的苯磺酰异氰酸酯类添加剂选自如下化合物中的至少一种：
[0009][0010]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述式(Ⅰ)结构所示的苯磺酰异氰酸酯类添加剂的含量占电解液总质量的0.5～2.0％，例如0.5％、1％、2％。
[0011]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磺酰亚胺锂和二氟磷酸锂中的一种或多种；优选地，所述电解质锂盐为选自六氟磷酸锂、二氟磺酰亚胺锂和二氟磷酸锂中的两种以上锂盐。
[0012]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述电解质锂盐的添加量占电解液总质量的13.0～17.5％；优选地，所述六氟磷酸锂的添加量占电解液总质量的13.0～14.5％，所述二氟磺酰亚胺锂的添加量占电解液总质量的0.5％～3.0％，所述二氟磷酸锂添加量占电解液总质量的0.1％～1.0％。
[0013]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述常规添加剂选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3,6
‑
己烷三腈(HTCN)、1,3
‑
丙烷磺酸内酯(PS)、己二腈(ADN)、硫酸乙烯酯(DTD)、丁二腈(SN)、1,2
‑
双(氰乙氧基)乙烷(DENE)中的一种或多种。
[0014]优选地，在本专利技术的一些实施方式中，所述常规添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3
‑
丙烷磺酸内酯(PS)、己二腈(ADN)/丁二腈(SN)和1,2
‑
双(氰乙氧基)乙烷(DENE)。
[0015]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述常规添加剂的添加量占电解液总质量的0.5％～25.0％，其中，当包含所述常规添加剂时，所述氟代碳酸乙烯酯的添加量占电解液总质量的5.0％～10.0％；所述1,3
‑
丙烷磺酸内酯的添加量占电解液总质量的3.0～6.0％，所述硫酸乙烯酯的添加量占电解液总质量的1.0～2.0％，所述丁二腈或己二腈的添加量占电解液总质量的1.0％～3.0％，所述1,2
‑
双(氰乙氧基)乙烷的添加量占电解液总质量的0.5％～2.0％，所述1,3,6
‑
己烷三腈的添加量占电解液总质量的0.5％～2.0％。
[0016]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述非水有机溶剂选自碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂、氟代碳酸酯类溶剂、氟代羧酸酯类溶剂、氟代醚类溶剂和氟氰酯类溶剂；其中所述碳酸酯类溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯中的一种或多种；所述羧酸酯类溶剂包括乙酸乙酯、乙酸正丙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的一种或多种。
[0017]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述碳酸酯类溶剂的添加量占电解液总质量的20％～40％，所述羧酸酯类溶剂占电解液总质量的40％～60％，当包含所述碳酸酯类溶剂时，碳酸乙烯酯占电解液总质量的10％～25％，碳酸丙烯酯占电解液总质量的5％～15％，碳酸二甲酯占电解液总质量的5％～15％。
[0018]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述非水有机溶剂中包含碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯；优选地，所述碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯的质量比为10
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20：7
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15：10
‑
20：15
‑
25：35
‑
45。
[0019]另一方面，本专利技术还提供了一种高电压钴酸锂锂离子电池，所述高电压钴酸锂锂离子电池包含由正极片、隔离膜和负极片通过叠片或卷绕形成的电芯，以及本专利技术前述高电压钴酸锂锂离子电池电解液。
[0020]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述正极片的正极活性物质为钴酸锂活性材料，所述正极片的压实密度为4.0～4.3g/cm3。
[0021]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述负极片的负极活性物质为人造石墨、天然石墨或SiO
w
与石墨复合而成的硅碳复合材料，其中1＜w＜2，且负极片的压实密度为1.6～1.75g/cm3。
[0022]进一步地，在本专利技术的一些实施方式中，所述电池的充电截止电压等于4.48V。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的优点主要在于：
[0024](1)本专利技术中具有式(Ⅰ)结构的苯磺酰异氰酸酯类添加剂，能够在正极材料表面氧化形成钝化成膜，抑制电解液在正极材料表面的氧化反应，所形成的正极钝化膜能够抵御氢氟酸的侵蚀、正极材料结构的坍塌及钴离子的溶出，改善锂离子电池的热力学性能，从而提高高电压钴酸锂锂离子电池的电化学性能。
[0025](2)本专利技术通过优化溶剂和添加剂的组合，改善高电压钴酸锂电池体系中存在的浸润困难，同时加入混合锂盐，进一步改善了锂离子电池的电化学性能。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术的附加方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液包含非水有机溶剂、电解质锂盐和添加剂，所述添加剂中包含常规添加剂和式(Ⅰ)结构所示的磺酰异氰酸酯类添加剂：其中，R2～R6为烷基、氟代烷基、烷氧基、氢原子、氟、氯或溴。2.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述式(Ⅰ)结构所示的苯磺酰异氰酸酯类添加剂选自如下化合物中的至少一种：3.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述式(Ⅰ)结构所示的苯磺酰异氰酸酯类添加剂的含量占电解液总质量的0.5～2.0％。4.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磺酰亚胺锂和二氟磷酸锂中的一种或多种；优选地，所述电解质锂盐为选自六氟磷酸锂、二氟磺酰亚胺锂和二氟磷酸锂中的两种以上锂盐；优选地，所述电解质锂盐的添加量占电解液总质量的13.0～17.5％；优选地，所述六氟磷酸锂的添加量占电解液总质量的13.0～14.5％，所述二氟磺酰亚胺锂的添加量占电解液总质量的0.5％～3.0％，所述二氟磷酸锂的添加量占电解液总质量的0.1％～1.0％。5.根据权利要求1所述的高电压钴酸锂锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述常规添加剂选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3,6
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己烷三腈(HTCN)、1,3
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丙烷磺酸内酯(PS)、己二腈(ADN)、硫酸乙烯酯(DTD)、丁二腈(SN)、1,2
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双(氰乙氧基)乙烷(DENE)中的一种或多种；优选地，所述常规添加剂为氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3
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丙烷磺酸内酯(PS)、己二腈(ADN)/丁二腈(SN)和1,2
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双(氰乙氧基)乙烷(DENE)；优选地，所述常规添加剂的添加量占电解液总质量的0.5％～25.0％，其中，当包含所述常规添加剂时，所述氟代碳酸乙烯酯的添加量占电解液总质量的5.0％～10.0％；所述1,3
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丙烷磺酸内酯的添加量占电解液总质量的3.0～6.0％，所述硫酸乙烯酯的添加量占电解液总质量的1.0～2.0％，所述丁二腈或己二...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘立宁，钟子坊，王建斌，黄慧聪，周小华，
申请(专利权)人：杉杉新材料衢州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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