本发明专利技术提供了一种锂离子电池电解液，该电解液含有锂盐、非水溶剂和添加剂，其中，所述添加剂选自添加剂Ａ、添加剂Ｂ和添加剂Ｃ中的两种或两种以上，所述添加剂Ａ为稠环化合物和稠杂环化合物中的一种或几种，添加剂Ｂ为具有烷氧基的芳香化合物，添加剂Ｃ为卤代硼烷基盐。本发明专利技术还提供了使用本发明专利技术电解液制得的锂离子电池及电池组。本发明专利技术非水电解液可显著提高电池组充放电过程中的各单电池电压的一致性及各单电池（及电池组）的安全性能，并且含有该非水电解液的锂离子电池具有优异的低温放电、高温储存和循环性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂离子电池电解液和含有该电解液的锂离子电池以及 由该锂离子电池组成的电池组。
技术介绍
由于具有高电压和高能量密度的突出优点，锂离子电池被广泛地应用于 各种可移动电子设备以及电动工具当中。然而，随着便携式电子设备的迅速 发展， 一方面，需要开发具有比常规锂离子电池更高容量、更长使用寿命和 更高能量密度的电池；另一方面，人们对锂离子电池的安全性提出越来越高 的要求。锂离子电池是由高能量材料与可燃性非水系电解液组成的体系。与水系 电解液电池不同，锂离子电池本身不具有平衡调节机制(如气体化合作用)。 因此，任何直接或间接情况导致的锂离子电池滥用(如火烧、过充、内部 短路、挤压等)均会使电池体系内产生热量，引起电池起火甚至爆炸。虽然锂离子电池在一些领域中已经得到成功应用，却在以下两方面的应 用中受到限制第一，由单电池串联而成的电池组在电动汽车及其它高电压设备中的商 业化应用。当电池以串联的方式组合在一起进行充放电工作时，如果其中一 支电池性能恶化、容量衰减严重，而外界回路中通过的额定电流的大小仍然 不变，那么此时该支电池就存在过充或过放的危险。电池发生严重过充，不 仅会降低电池的可逆容量及电池寿命，还会对电池的安全性造成危险。即使 是过渡金属氧化物正极的适度过充，也会导致正极材料结构及组成的变化， 縮短电池的循环寿命。第二，代替碱性原电池等一次电池，在低成本设备(如手电筒、录音 机等)中的应用。尽管锂离子电池有诸多优点，但是， 一直未取代一次电池 在低成本设备中的应用地位，其原因在于(1)锂离子电池必须充电至特定 的终止电压并绝对不能超过此电压，才能确保电池的循环寿命和安全性，在 由一系列单电池串联而成的电池组中，很难保证每个单电池的充电终止电压 都不超过特定值，除非对每个单电池进行监控并电子控制，例如，用于笔记 本电脑的锂离子电池组就是这样做的；(2)锂离子电池不能经受过放(即 电池放电到超过正常放电终止的电压)的操作。因此，对于由多个单电池组成的锂电池组的应用而言，主要障碍在于缺 少一种性能可靠、价格便宜的保护系统或措施阻止过载电流对电池的破坏。为了解决上述问题，目前，已经提出了如下几种方法(i)外置保护系 统、电路的方法；(ii)发生充电过量时，通过产生气体机械地切断电流的方 法；(iii)隔膜熔化关闭法；(iv)试剂化学反应的方法。但这些方法各自存在着其它问题(i)用电子电路的方法或机械地切断电流的方法，需要电池附带一个额外装置，这类外置保护装置均有不可避免 的缺陷，如保险丝会出现过早熔断的情况，且不便于复位，需要耗时性的 技术维修。另外，保护装置会导致电池成本增加；(ii)隔膜熔化关闭法是利 用充电过量时电池温度的升高，用热使隔膜熔化以关闭隔膜中的微孔，切断 充电过量电流。其中，引起电池温度升高的热被认为是由充电过量而沉积在 负极上的锂和正极金属氧化物与电解质反应产生的。由于上述热量产生得非 常迅速，甚至当隔膜关闭后，电流已经被切断，发热过程仍不能停止。(iii) 试剂化学反应的方法使用电聚合反应的添加剂如联苯、烷基苯衍生物等，在 电池过充条件下所述添加剂通过聚合反应而阻止电流的流动。但是，此类添 加剂会导致电池内阻增加，电池性能劣化，且电聚合反应不能足够迅速地使 电池的内阻增大到在电池热量失控之前关闭电流，因而，不得不增大使用量，结果导致电池性能进一步变差。另外，此类添加剂只能用于具有防爆阀结构 的电池壳体，而且防爆阀一旦启动则不可再恢复原状，其对电池的保护作用 为一次性的、破坏性的。CN 1801518A中公开了一种将几种添加剂混合用作电解液添加剂提高 电池性能及电池过充安全性的锂离子电池。该混合添加剂含有联苯、环己 基苯、碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺内酯或琥珀酸酐和乙烯基硫酰苯或卤代苯。但是，该混合添加剂只能单纯地改善单体锂离子电池的过充安全性能，且其保护作用对于电池系统而言为破坏性的，例如电池内阻骤然升高、电池体 系内产生大量气体导致防爆阀启动；对于电池组而言，这类混合添加剂不具有限压一致性保护作用。另外，常规的有机溶剂和锂盐组成的电解液为采用碳酸乙烯酯(EC)基 的两元或三元体系的电解液。在电池的首次充电过程中，EC可在碳负极表 面还原分解形成覆盖在电极表面具有保护作用的SEI膜，阻止电解液进一步 分解。但是，EC熔点较高(36°C)，导致EC基电解液的熔点相对较高，降 低了锂离子电池的低温性能。通过优化溶剂组分增加低粘度、低熔点组分的 含量，能有效提高电解液低温电导率，但由于加入的低熔点组分的沸点也不 高，从而降低了电解液的高温贮存性能，而且电解液在电池化成时会产生气 体，引起电池涨气，从而导致电池性能的劣化，特别是电池阻抗的增加。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服含有现在技术的锂离子电池电解液的锂离子 电池存在过充安全性、低温放电性能和高温储存性能较差的缺点以及组成电 池组时无法限制各单电池电压一致的问题，提供一种能够提高锂离子电池的 过充安全性、低温放电性能和高温储存性能的锂离子电池电解液，并且由该 电解液制成的电池组成的电池组在循环过程中各单电池具有良好的电压一致性。本专利技术提供了一种锂离子电池电解液，该电解液含有锂盐、非水溶剂和添加剂，其中，所述添加剂选自添加剂A、添加剂B和添加剂C中的两种 或两种以上，所述添加剂A为稠环化合物和稠杂环化合物中的一种或几种， 添加剂B为具有烷氧基的芳香化合物，添加剂C为卤代硼烷基盐。本专利技术还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括电芯和电解液，其 中，所述电解液为本专利技术提供的电解液。本专利技术还提供了一种电池组，该电池组包括多个电连接的单体电池，其 中，所述单体电池为本专利技术提供的锂离子电池。本专利技术非水电解液可显著提高组合电池充放电过程中的各单电池的一 致性及各单电池(及电池组)的安全性能，并且含有该非水电解液的锂离子 电池具有优异的低温放电性能、高温储存性能和循环性能。具体实施例方式本专利技术提供的锂离子电池电解液含有锂盐、非水溶剂和添加剂，其中， 所述添加剂选自添加剂A、添加剂B和添加剂C中的两种或两种以上，所 述添加剂A为稠环化合物和稠杂环化合物中的一种或几种，添加剂B为具 有烷氧基的芳香化合物，添加剂C为卤代硼烷基盐。所述添加剂A为稠环化合物和稠杂环化合物中的一种或几种。所述稠环 化合物为式(1)和式(2)所示的化合物中的一种或几种，所述稠杂环化合 物优选为式(3) - (5)所示的化合物中的一种或几种\<formula>formula see original document page 8</formula>式(3)式(4)式(5)其中，A,-A8、 B广B,o、 D-D8、 E,-E9和F广F,。各自独立地为氢、卤素原 子、碳原子数1-20的垸基或碳原子数1-15的酰基。所述卤素原子包括氟原 子、氯原子和溴原子。优选情况下，所述添加剂A为式(1)和式(2)所示的稠环化合物中的 一种或几种与式(3) - (5)所示的稠杂环化合物中的一种或几种组成的混 合物。稠环化合物和稠杂环化合物的重量比可以为1:5-10:1，优选为1:1-5:1。 根据该优选实施方式，稠环化合物与稠杂环化合物的混合，能够提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池电解液，该电解液含有锂盐、非水溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂选自添加剂Ａ、添加剂Ｂ和添加剂Ｃ中的两种或两种以上；其中，添加剂Ａ为稠环化合物和稠杂环化合物中的一种或几种，添加剂Ｂ为具有烷氧基的芳香化合物，添加剂Ｃ为卤代硼烷基盐。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高艺，朱江民，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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