一种锂离子电池电解液及包含该电解液的锂离子电池制造技术

本申请涉及一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、锂盐以及添加剂，其中所述添加剂包含酸酐类化合物和取代或未取代的邻苯二酚亚硫酸酯以及可选的氰基或氰基烷氧基取代的烷烃。本申请还涉及了包含该电解液的锂离子电池。本申请可以使得锂离子电池在高温下具有较好的存储性能和循环性能，在低温下有较好的低温放电性能且降低其低温循环时析锂风险。电性能且降低其低温循环时析锂风险。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液及包含该电解液的锂离子电池


[0001]本申请涉及锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池电解液及包含该电解液的锂离子电池。

技术介绍

[0002]化石能源由于其资源有限、且对环境造成污染等原因，开发新型清洁能源成为大家的共识。锂离子电池自发展以来，由于其具有能量密度高、循环寿命长、工作范围宽、污染小等特点被广泛应用于消费类数码产品。近些年来，随着对于碳排放的要求进一步提高，锂离子电池又被大量用于电动汽车领域。无论是消费类数码产品还是电动汽车，其应用场景和环境都多种多样，也对锂离子电池提出了更好的要求，需要适应不同的场景，要求其同时具有较好的高温性能和低温性能。
[0003]电解液作为锂离子电池的关键材料之一，对锂离子电池的高温性能和低温性能有着至关重要的影响。一般而言，要同时兼顾锂离子电池的高温性能和低温性能是十分困难的。这是因为一般通过使用粘度更低的溶剂体系来降低电解液低温下的粘度，提升电导率来提升低温性能。但是此时的溶剂体系往往耐氧化性较差，在高温下容易产气，存在气胀风险。而通过正极成膜保护正极，提升高温性能，往往其阻抗较大，在低温条件下极化较大，导致其低温性能较差。因此，亟需开发一种在高温下具有较好的存储性能和循环性能，同时在低温下具有较好的低温放电性能的锂离子电池。

技术实现思路

[0004]本申请的目的是提供一种电解液及包含该电解液的锂离子电池，该电解液应用于锂离子电池后，使得锂离子电池在高温下具有较好的存储性能和循环性能，在低温下有较好的低温放电性能且降低其低温循环时析锂风险。
[0005]为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、锂盐以及添加剂，其中所述添加剂包含第一添加剂和第二添加剂。
[0006]进一步地，所述第一添加剂选自式(I)或式(II)或式(III)所示化合物中的一种或多种：
[0007]式(I)：式(II)：式(III)：
[0008]式(I)
‑
式(III)中：R3‑
R8各自独立地为H、卤素、羟基、氰基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基、氟代磺酸基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和烷基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和卤代烷基、1
‑
10个碳原子的烷氧基或1
‑
10个碳原子的氟代烷氧基，R1‑
R2各自独立地为1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和烷基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和卤代烷基、1
‑
10个碳原子的烷氧基或1
‑
10个碳原子的氟代烷氧基；
[0009]所述第二添加剂选自式(IV)所示化合物：
[0010]式(IV)：
[0011]式(IV)中：R9‑
R
12
各自独立地为H、卤素、羟基、氰基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基、氟代磺酸基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和烷基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和卤代烷基、1
‑
10个碳原子的烷氧基或1
‑
10个碳原子的氟代烷氧基。
[0012]进一步地，所述第一添加剂在所述电解液中的浓度为0.05wt％
‑
2wt％，优选为0.3wt％
‑
1wt％；所述第二添加剂在所述电解液中的浓度为0.1wt％
‑
3wt％，优选为0.3wt％
‑
1wt％。
[0013]进一步地，所述第一添加剂和所述第二添加剂的重量比为(0.1
‑
3)：1，优选为(0.5
‑
2)：1。
[0014]进一步地，所述有机溶剂选自碳酸酯和/或羧酸酯，所述碳酸酯选自取代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯；所述羧酸酯选自取代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸正丙酯、丙酸异丙酯、丙酸正丁酯、丙酸异丁酯、丙酸正戊酯、丙酸异戊酯、正丁酸乙酯、正丁酸正丙酯、异丁酸丙酯、正丁酸正戊酯、异丁酸正戊酯、正丁酸正丁酯、异丁酸异丁酯、正戊酸正戊酯、丁内酯。
[0015]进一步地，所述锂盐在所述电解液中的浓度为0.5
‑
2mol/L，优选0.8
‑
1.2mol/L。
[0016]进一步地，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、双氟磺酰亚胺锂和双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或多种。
[0017]进一步地，所述添加剂还含有第三添加剂，所述第三添加剂为氰基或氰基烷氧基取代的烷烃，所述氰基或氰基烷氧基取代的烷烃选自乙腈、丙腈、丁腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、1,2
‑
二(2
‑
氰乙氧基)乙烷、1,2
‑
二(2
‑
氰乙氧基)丙烷、1,2
‑
二(3
‑
氰丙氧基)乙烷、1,3,6
‑
己烷三腈、1,2,3
‑
丙三腈、1,3,5
‑
戊三腈、3,3
‑
双(氰基甲基)戊二腈、3,3
‑
双(氰基甲基)己二腈和1,2,3
‑
三(2
‑
氰乙氧基)丙烷中的一种或多种。
[0018]进一步地，所述第三添加剂在所述电解液中的浓度为0.01
‑
10wt％，优选为1
‑
5wt％，更优选为1
‑
3wt％。
[0019]进一步地，所述第三添加剂和所述第二添加剂的重量比为(1
‑
30)：1，优选为(5
‑
15)：1。
[0020]本申请第二方面提供一种锂离子电池，包括正极材料、负极材料和电解液，所述电解液为前述的电解液。
[0021]进一步地，所述正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料中的至少一种；所述负极材料包括软碳、硬碳、碳纤维、石墨化碳微球、人造石墨、天然石墨、硅、碳化硅和硅碳复合材料中的至少一种。
[0022]通过上述技术方案，本申请使得锂离子电池在高温下具有较好的存储性能和循环性能，在低温下有较好的低温放电性能且降低其低温循环时析锂风险。
[0023]本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0024]以下对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
[0025]本申请提供了一种电解液，包括有机溶剂、锂盐以及添加剂，其中添加剂包含第一添加剂和第二添加剂。
[0026]具体的，第一添加剂选自式(I)或式(II)或式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，该锂离子电池电解液含有有机溶剂、锂盐以及添加剂，其特征在于，所述添加剂含有第一添加剂和第二添加剂，其中，所述第一添加剂选自式(I)或式(II)或式(III)所示化合物中的一种或多种：式(I)：式(II)：式(III)：式(I)
‑
式(III)中：R3‑
R8各自独立地为H、卤素、羟基、氰基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基、氟代磺酸基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和烷基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和卤代烷基、1
‑
10个碳原子的烷氧基或1
‑
10个碳原子的氟代烷氧基，R1‑
R2各自独立地为1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和烷基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和卤代烷基、1
‑
10个碳原子的烷氧基或1
‑
10个碳原子的氟代烷氧基；所述第二添加剂选自式(IV)所示化合物：式(IV)：式(IV)中：R9‑
R
12
各自独立地为H、卤素、羟基、氰基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基、氟代磺酸基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和烷基、1
‑
10个碳原子的饱和或不饱和卤代烷基、1
‑
10个碳原子的烷氧基或1
‑
10个碳原子的氟代烷氧基。2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其中，所述第一添加剂在所述电解液中的浓度为0.05wt％
‑
2wt％；所述第二添加剂在所述电解液中的浓度为0.1wt％
‑
3wt％。3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其中，所述第一添加剂在所述电解液中的浓度为0.3wt％
‑
1wt％；所述第二添加剂在所述电解液中的浓度为0.3wt％
‑
1wt％。4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其中，所述第一添加剂和所述第二添加剂的重量比为(0.1
‑
3)：1，优选为(0.5
‑
2)：1。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的锂离子电池电解液，其中，所述第一添加剂选自下述化合物1
‑
1至化合物1
‑
13中的一种或多种：
所述第二添加剂选自下述化合物2
‑
1至化合物2
‑
5中的一种或多种：6.根据权利要求1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，李红红，金菁，雷裕东，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：