非水电解液及包含该非水电解液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种非水电解液及包含该非水电解液的锂离子电池

【技术实现步骤摘要】
非水电解液及包含该非水电解液的锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种非水电解液及包含该非水电解液的锂离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有高的工作电压
、
能量密度高
、
环境友好等优点，被广泛应用在
3C
消费电池
、
动力电池和储能电池领域，并且在航空航天
、
国防军工等领域也有广阔的应用前景
。
随着科技的不断进步，例如航空器
、
船舶
、
车辆
、
移动通信设备等各类移动设备不仅常在高温环境下运作，还会常在严寒的环境下运作，这就需要高低温性能优异的锂离子电池，所以开发能兼顾高低温性能的锂离子电池是国内外一个比较热点的课题
。
[0003]通常来说，常温下性能良好的电池只能兼顾低温性能好或者高温性能良好，很难做到高低温性能兼顾，其中最主要的原因就是锂离子电池电解液的液态温度窗口窄，不能兼顾高低温下的热稳定性和电化学稳定性
。
为了解决锂离子电池在高低温条件下的应用问题，进一步拓展锂离子电池应用的温度范围，目前已采用多种方法进行改善，例如对电解液进行改性，包括配方比例及添加剂的使用；对正极材料的选择及改性；对负极材料的选择及改性；通过调整正负极浆料的配方来提高低温性能；对电池结构进行优化设计等
。
其中，对电解液进行改性，尤其是开发新的添加剂是极为重要的，目前已有一些化合物作为添加剂应用于电解液中，可同时改善锂离子电池的高温性能和
‑
10℃
下的低温性能，但能同时改善高温性能和对于在
‑
20℃
下还具备良好低温性能的电解液添加剂研究较少
。
[0004]因此，有必要开发一种能同时改善高温性能和在
‑
20℃
下低温性能的非水电解液及其锂离子电池
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够同时兼顾锂离子电池的高低温性能，特别是在
‑
20℃
下还具备良好低温性能的非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种非水电解液，包括锂盐
、
非水溶剂和添加剂，所述添加剂包括如下所示的化合物
A
：
[0007][0008]其中，
R1～
R8各自独立的选自氢
、
取代或未取代的
C1
～
C6
的烃基，
X
选自
B
或
P。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的添加剂包括含有通过醚键连接的两个环状硼氧烷结构或者通过醚键连接的两个环状磷氧烷结构的化合物
A。
化合物
A
具有相对较低的氧化电位，能在正极表面优先氧化，形成较薄的界面聚合层，从而降低电池内部阻抗，能改善锂离子电
池于
‑
20℃
下的低温性能
。
另外，由于本专利技术的化合物
A
中含
P
‑
O
‑
P
或
B
‑
O
‑
B
的多环结构，能在锂离子电池负极反应形成热稳定性较优
、
导电子通道较少的界面，进而改善锂离子电池的高温存储及高温循环性能
。
因此，将包含本专利技术化合物
A
的非水电解液应用于锂离子电池中，不仅能保证锂离子电池具有良好的高温存储及高温循环性能，同时可兼顾锂离子电池具有良好的低温性能，尤其是能在
‑
20℃
下仍具有良好的低温性能
。
[0010]较佳地，
R1～
R8各自独立的选自氢
、
取代或未取代的
C1
～
C3
的烃基
。
[0011]较佳地，
R1～
R2中的至少一个与
R7～
R8中的至少一个相同，
R3～
R4中的至少一个与
R5～
R6中的至少一个相同
。
进一步地，
R1与
R2可同时为氢或
C1
～
C3
的烃基；也可
R1为氢
、R2为
C1
～
C3
的烃基；也可
R1为
C1
～
C3
的烃基
、R2为氢
。R3与
R4可同时为氢或
C1
～
C3
的烃基；也可
R3为氢
、R4为
C1
～
C3
的烃基；也可
R3为
C1
～
C3
的烃基
、R4为氢
。R5与
R6可同时为氢或
C1
～
C3
的烃基；也可
R5为氢
、R6为
C1
～
C3
的烃基；也可
R5为
C1
～
C3
的烃基
、R6为氢
。R7与
R8可同时为氢或
C1
～
C3
的烃基；也可
R7为氢
、R8为
C1
～
C3
的烃基；也可
R7为
C1
～
C3
的烃基
、R8为氢
。
通过在化合物
A
的环上引入对称的基团，其耐氧化性更高，对界面组分
LiF
的溶解更低，高温下，电极活性被钝化，电解液副反应被抑制，电池的高温存储及循环性能得到了提高
。
同时
B
‑
O
‑
B
或者
P
‑
O
‑
P
结构更有利于锂离子的传输，锂离子传输阻力降低，电池的低温性能进一步得到了改善
。
[0012]较佳地，所述化合物
A
选自以下化合物1～化合物6中的至少一种：
[0013][0014]较佳地，所述化合物
A
占所述非水电解液总质量的
0.1
％～
5.0
％，具体但不限于为
0.1
％
、0.2
％
、0.5
％
、0.8
％
、1
％
、1.5
％
、2
％
、2.2
％
、2.5
％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，包括锂盐
、
非水溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括如下所示的化合物
A
：其中，
R1～
R8各自独立的选自氢
、
取代或未取代的
C1
～
C6
的烃基，
X
选自
B
或
P。2.
根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，
R1～
R2中的至少一个与
R7～
R8中的至少一个相同，
R3～
R4中的至少一个与
R5～
R6中的至少一个相同
。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
选自以下化合物1～化合物6中的至少一种：
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
A
占所述非水电解液总质量的
0.1
％～
5.0
％
。5.
根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂
、
高氯酸锂
、
四氟硼酸锂
、
甲基磺酸锂
、
三氟甲基磺酸锂
、
氟磺酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂
、
双三氟甲基磺酰亚胺锂
、
二草酸硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂
、
二氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂中的至少一种
。6.
根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧霜辉，王霹霹，毛冲，王晓强，黄秋洁，冯攀，韩晖，吕海霞，戴晓兵，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司淮南市赛纬电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：