本发明专利技术提供了一种非水电解液及锂离子电池。其非水电解液包括非水有机溶剂、电解质盐和和添加剂。添加剂包括结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B。本发明专利技术的非水电解液中化合物A为一种不饱和含磷化合物，化合物B为一种羧酸酯化合物。通过不饱和含磷化合物和羧酸酯化合物的协同作用，能形成较为完整的SEI界膜，使得锂离子在循环及存储过程中有稳定的传输通道。另外，由于羧酸酯可能占据SEI膜的位置，避免含磷化合物形成过厚的SEI膜，以使SEI膜厚度均匀，锂离子传输距离变短。因而通过上述两种作用能提高高电压(≥4.35V)下高镍三元正极材料体系电池的高温存储、循环及低温性能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
非水电解液及锂离子电池
[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种非水电解液及锂离子电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池作为一种绿色环保高能电池，是目前世界上最为理想也最具有潜力的可充电电池。相比于其他电池，锂离子电池具备无记忆效应、可快速充放电、能量密度高、循环寿命长和无环境污染等一系列优点，因此广泛应用于小型电子设备，如笔记本电脑、摄像机、手机、电子手表等。如今，随着纯电动汽车、混合动力汽车及便携式储能设备等对锂离子电池容量要求的不断提高，人们期待研发具有更高能量密度、功率密度的锂离子电池来实现储能及长久续航。
[0003]目前业界有通过提高正负极材料的克容量或充电上限电压来提高锂离子电池的能量密度，三元正极材料克容量的提升源自于材料中Ni含量的增加，或者充电电压的提高。但是，随着三元正极材料镍含量的提升带来的残碱和晶胞结构不稳定，会导致循环性能较差，存储产气较大，或者提高充电电压后，电解液面临的溶剂持续分解，添加剂的持续消耗导致电池高温存储差、循环产气严重。一方面的原因可能是新开发的三元正极材料的包覆或掺杂技术不太完善，另一方面即是电解液的匹配问题，常规的电解液在高镍三元正极材料体系电池中，很容易于电池正极表面氧化分解，特别在高温条件下，会加速电解液的氧化分解，同时导致正极材料产生恶化。因此，必须开发一种能耐4.35V高电压且匹配高镍三元正极材料的电解液，进而实现锂离子电池电性能的优良发挥。
技术实现思路
[0004]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种非水电解液及锂离子电池。该非水电解液中所含有的添加剂可形成完整、厚度均匀、且传输距离短的SEI膜，因而能提升电池的低温性能。且形成的SEI膜能抑制电解液的氧化分解，尤其可提高高电压(≥4.35V)下高镍三元正极材料体系电池的高温存储和循环性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种非水电解液，包括非水有机溶剂、电解质盐和添加剂。添加剂包括结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B。其中，R1～R3各自独立地选自取代或未取代的C1～C6的烃基、烷硅基，R4、R7各自独立地选自取代或未取代的C1～C6的烃基、烷硅基、烷酮基，R5、R6各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C6的烃基。
[0006][0007]本专利技术的非水电解液中化合物A为一种不饱和含磷化合物，化合物B为一种羧酸酯化合物。其中，羧酸酯化合物的氧化还原电位较低，但其形成的SEI膜热稳定较差且非连续，对电极界面的保护并不完整，高温容易产气。而不饱和含磷化合物形成的保护层热稳定较优且连续，但电极的循环作用较弱，容易在长循环过程中造成SEI膜中孔洞坍塌。本专利技术通过不饱和含磷化合物和羧酸酯化合物的协同作用，能形成较为完整的SEI界膜，使得锂离子在循环及存储过程中有稳定的传输通道。另外，由于羧酸酯可能占据SEI膜的位置，避免含磷化合物形成过厚的SEI膜，以使SEI膜厚度均匀，锂离子传输距离变短。因而通过上述两种作用能提高高电压(≥4.35V)下高镍三元正极材料体系电池的高温存储、循环及低温性能。
[0008]作为本专利技术的一技术方案，R1～R3各自独立地选自C1～C3的烷基、C2～C3的烯基、C2～C3的炔基、三烷基硅基，R4、R7各自独立地选自C1～C3的烷基、全氟代C1～C3的烷基、三烷基硅基、C1～C3的烷基酮基，R5、R6各自独立地选自氢或氟。
[0009]作为本专利技术的一技术方案，化合物A选自化合物一至化合物九中的至少一个。
[0010][0011]作为本专利技术的一技术方案，化合物B选自化合物十至化合物十五中的至少一个。
[0012][0013]作为本专利技术的一技术方案，化合物A占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之
和的0.1～5.0％。作为示例，化合物A占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之和的比例可但不限于为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％。
[0014]作为本专利技术的一技术方案，化合物B占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之和的0.1～5.0％。作为示例，化合物B占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之和的比例可但不限于为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％。
[0015]作为本专利技术的一技术方案，电解质盐占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂质量之和的6～15％。优选的，电解质盐占比为8～15％。作为示例，电解质盐占比可但不下限于为6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。电解质盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、二草酸硼酸锂(C4BLiO8)、二氟草酸硼酸锂(C2BF2LiO4)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)中的至少一种。
[0016]作为本专利技术的一技术方案，所述非水有机溶剂为链状碳酸酯、环状碳酸酯和羧酸酯中的至少一种。优选的，非水有机溶剂为链状碳酸酯和环状碳酸酯的混合物。作为示例，非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙酸丁酯(n
‑
Ba)、γ
‑
丁内酯(γ
‑
Bt)、丙酸丙酯(n
‑
Pp)、丙酸乙酯(EP)和丁酸乙酯(Eb)中的至少一种。非水有机溶剂占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂质量之和≥80％，优选≥85％。作为示例，非水有机溶剂占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂质量之和可但不限于≥80％、≥81％、≥82％、≥83％、≥84％、≥85％、≥86％、≥87％、≥88％、≥89％、≥90％。
[0017]作为本专利技术的一技术方案，添加剂还包括化合物C。化合物C选自碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、1,3
‑
丙磺酸内酯(PS)和硫酸乙烯酯(DTD)中的至少一种。化合物C占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之和的0.1～10.0％。优选的，化合物C占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之和的0.1～6.0％。作为示例，化合物C占非水有机溶剂、电解质盐和添加剂的质量之和的比例可但不限于为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，包括非水有机溶剂、电解质盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括结构式Ⅰ所示的化合物A和结构式Ⅱ所示的化合物B，其中，R1～R3各自独立地选自取代或未取代的C1～C6的烃基、烷硅基，R4、R7各自独立地选自取代或未取代的C1～C6的烃基、烷硅基、烷酮基，R5、R6各自独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1～C6的烃基。2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，R1～R3各自独立地选自C1～C3的烷基、C2～C3的烯基、C2～C3的炔基、三烷基硅基，R4、R7各自独立地选自C1～C3的烷基、全氟代C1～C3的烷基、三烷基硅基、C1～C3的烷基酮基，R5、R6各自独立地选自氢或氟。3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述化合物A选自化合物一至化合物九中的至少一个，物九中的至少一个，
4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述化合物B选自化合物十至化合物十五中的至少一个，5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述化合物...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛冲，欧霜辉，王霹霹，曾艺安，王晓强，黄秋洁，戴晓兵，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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