【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，尤其涉及一种非水电解液及其锂离子电池。
技术介绍
1、智能手机、笔记本电脑及电动汽车的出现使人们对新能源的需求逐渐增大，锂离子电池由于其工作电压高、能量密度高、循环寿命长等一系列优点，长期领军于可移动电池市场。为了进一步满足人们日常生活中对锂离子电池的需求，提升锂离子电池的能量密度是当下锂离子电池发展最重要的目标。其中，提高锂离子电池的工作电压被认为是提高其能量密度最有效的一种方法，因此可以从改善正负极材料和电解液方面来提高锂离子电池的工作电压。目前关于高电压正极材料的研究已经很多，但截止电压的提升越来越受制于电解液的抗氧化能力，我们可以通过调控电解液的溶剂化结构或者添加剂等来形成优异的sei/cei界面，进而抑制副反应，从而拓宽锂离子电池的工作电压窗口。目前关于通过加入添加剂以提升锂离子电池于4.45v高电压下的高低温性能的研究较少。
2、因此，急需一种非水电解液及其锂离子电池来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种非水电解液及其锂离子电池，该非水电解液及其锂离子电池在4.45v高电压下具有优异的高温存储性能、高温循环性能和低温性能(-20℃)。
2、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，所述添加剂包括具有式ⅰ或式ⅱ所示结构的化合物a：
3、
4、其中，r1～r5各自独立地选自氢、卤素或c1～c6的烃基，x、y各自独立地选自c或n，z选自o
5、与现有技术相比，本专利技术的电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂中包括含有特殊结构的化合物a，可能是由于该种具有特殊结构的化合物能在正极表面被吸附，形成耐高电压、高温的吸附层，其对称性结构，具有较为稳定的电化学性质，能改善电池4.45v高电压、高温特性；同时，该化合物能在负极形成含硫低阻抗sei界面，改善锂离子传输速率，提高锂离子电池于-20℃下的低温性能。
6、较佳的，本专利技术的r1～r3各自独立地选自氢或c1～c6的烷基，r4～r5各自独立地选自c1～c6的烷基，x选自c或n，y选自n，z选自o。
7、较佳的，所述化合物a选自化合物1至化合物6中的至少一种。
8、
9、较佳的，所述化合物a于所述非水电解液中的质量百分比为0.1％～5.0％，具体但不限于为0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1.0％、1.5％、2.0％、2.2％、2.5％、3.0％、3.2％、3.5％、3.8％、4.0％、4.2％、4.45％、4.8％、5.0％，优选的，所述化合物a于所述非水电解液中的质量百分比为0.1％～3.0％，更优选为0.1％～2.0％。
10、较佳的，所述锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、六氟砷酸锂(liasf6)、高氯酸锂(liclo4)、四氟硼酸锂(libf4)、四氟草酸磷酸锂(liotfp)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(litfsi)、甲基磺酸锂(lich3so3)、三氟甲基磺酸锂(licf3so3)、二草酸硼酸锂(licf3so3)、二氟草酸硼酸锂(c2bf2lio4)、二氟磷酸锂(lipo2f2)、二氟双草酸磷酸锂(lidfop)和四苯基硼酸锂(lichb)中的至少一种。
11、较佳地，所述锂盐于所述非水电解液中的质量百分比为8％～15％，具体但不限于为8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％，优选为10％～12％。
12、较佳的，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、乙酸甲酯(ma)、乙酸丙酯(ep)、乙酸乙酯(ea)、丙酸丙酯(pp)、碳酸甲乙酯(emc)、丙酸丁酯(prb)、碳酸二甲酯(dmc)、四氢呋喃(thf)、乙二醇二正丁基醚(dec)、二乙二醇二甲基醚(degme)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸亚丙酯(pca)和碳酸亚丁酯(bc)中的至少一种。
13、较佳的，本专利技术的非水电解液还包括助剂，所述助剂包括氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸亚乙烯酯(vc)、亚乙烯基碳酸乙烯酯(vec)、亚硫酸乙烯酯(es)、双硫酸乙烯酯(bidtd)、1,3-丙烯磺酸内酯(pst)、硫酸乙烯酯(dtd)、丁二酸酐(sa)、马来酸酐(ma)、六亚甲基二异腈酸酯(hdi)、对苯二异氰酸酯(ppdi)、甲磺酸苯酯(dbco)、三烯丙基磷酸酯(tap)、三炔丙基磷酸酯(tpp)、2,4-丁烷磺内酯(2,4-bs)、甲基丙烯酸异氰基乙酯(iem)、甲烷二磺酸亚甲酯(mmds)、四乙烯硅烷(tvsi)、三(三甲硅烷)磷酸酯(tmsp)和三(三甲硅烷)硼酸酯(tmsb)中的至少一种。
14、较佳的，所述助剂于所述非水电解液中的质量百分比为0.1％～7.0％，具体但不限于为0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、5.0％、6.0％、7.0％，优选为0.5％～5.0％，更优选为0.5％～3.0％。
15、本专利技术另一方面提供了一种锂离子电池，包括正极和负极，还包括上述的非水电解液，其最高充电电压为4.45v。
16、较佳的，所述正极包括锂镍钴锰氧化物，所述负极包括碳基负极、硅基负极、锡基负极或锂负极。
17、具体地，所述锂镍钴锰氧化物的化学式为linixcoymn(1-x-y)mzo2，其中0.6≤x<0.9，x+y<1，0≤z<0.08，m为al、mg、zr和ti中的至少一种。作为示例地，x＝0.8，y＝0.1，m为zr，z＝0.03。
18、具体地，所述碳基负极可包括石墨、硬碳、软碳、石墨烯或中间相碳微球；所述硅基负极可包括硅材料、硅的氧化物、硅碳复合材料以及硅合金材料；锡基负极可包括锡、锡碳、锡氧或锡金属化合物；锂负极可包括金属锂或锂合金。锂合金具体可以是锂硅合金、锂钠合金、锂钾合金、锂铝合金、锂锡合金或锂铟合金。
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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，所述添加剂包括具有式Ⅰ或式Ⅱ所示结构的化合物A：
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，R1～R3各自独立地选自氢或C1～C6的烷基，R4～R5各自独立地选自C1～C6的烷基，X选自C或N，Y选自N，Z选自O。
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1至化合物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于所述非水电解液中的质量百分比为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、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂和四苯基硼酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、碳酸甲乙酯、丙酸丁酯、碳酸二甲酯、四
7.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，还包括助剂，所述助剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚乙烯基碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、双硫酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丁二酸酐、马来酸酐、六亚甲基二异腈酸酯、对苯二异氰酸酯、甲磺酸苯酯、三烯丙基磷酸酯、三炔丙基磷酸酯、2,4-丁烷磺内酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯、甲烷二磺酸亚甲酯、四乙烯硅烷、三(三甲硅烷)磷酸酯和三(三甲硅烷)硼酸酯中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的非水电解液，其特征在于，所述助剂于所述非水电解液中的质量百分比为0.1％～7.0％。
9.一种锂离子电池，包括正极和负极，其特征在于，还包括权利要求1～8任一项所述的非水电解液，其最高充电电压为4.45V。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极包括镍钴锰氧化物，所述负极包括碳基负极、硅基负极、锡基负极或锂负极。
...【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，所述添加剂包括具有式ⅰ或式ⅱ所示结构的化合物a：
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，r1～r3各自独立地选自氢或c1～c6的烷基，r4～r5各自独立地选自c1～c6的烷基，x选自c或n，y选自n，z选自o。
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1至化合物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于所述非水电解液中的质量百分比为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、六氟砷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂和四苯基硼酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸乙酯、丙酸丙...
【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，戴晓兵，吕海霞，冯攀，韩晖，
申请(专利权)人：合肥市赛纬电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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