[发明专利]一种电解液及含有该电解液的锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明是关于一种电解液及含有该电解液的电池，尤其是关于一种电解液及含有该电解液的锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池包括正极、负极、隔膜和电解液。所述电解液包括作为电解质的锂盐、有机溶剂和添加剂。锂离子二次电池具有高能量密度、高电压、无污染、不含金属锂、循环寿命高、无记忆效应、充电速度快等特点。目前广泛应用于3C产品，也即个人电脑、移动电话和诸如便携式CD机、PDA之类的个人无线电子设备中。

然而，随着人们需求的不断提高，对锂离子电池的性能要求越来越高，比如用作汽车驱动电源时，要求电池具有高容量、良好的循环性能、大电流放电性能等。

US 2004062995A1公开了一种含非水电解液二次电池，该电池包括正极、负极及非水电解液，所述负极中的负极活性物质为碳材料，其中，所述非水电解液含有至少一种饱和的环状碳酸酯和含碳碳双键的环状碳酸酯，所述含碳碳双键的环状碳酸酯的含量为1.0×10^-8-13.0×10^-5克/1毫安时的负极容量。所述含碳碳双键的环状碳酸酯为碳酸亚乙烯酯、4，5-二甲基碳酸亚乙烯酯、4，5-二乙基碳酸亚乙烯酯、4，5-二丁基碳酸亚乙烯酯、4-乙基-5-甲基碳酸亚乙烯酯、4-甲基-5-丙基碳酸亚乙烯酯和碳酸乙烯亚乙酯中的至少一种。作为所述非水电解液中电解质的锂盐为LiPF₆、LiBF₄、LiCF₃SO₃、LiN(C_LF_2L+1SO₂)(C_MF_2M+1SO₂)(其中，L和M均不小于1)、LiC(C_pF_2p+1SO₂)(C_qF_2q+1SO₂)(C_rF_2r+1SO₂)(其中，p、q和r均不小于1)中的一种或几种。该方法通过控制电解液中含碳碳双键的环状碳酸酯的量以提高采用该电解液的电池的大电流放电性能。但是，采用该电解液的电池的循环性能较差，电池寿命较短。

另外，US 20050026044A1公开了一种电解液，该电解液由锂盐、内酯以及低粘度的溶剂组成，其中，所述锂盐含有双乙二酸硼酸锂。该方法通过使用内酯以及低粘度的溶剂作为电解液溶剂来提高双乙二酸硼酸锂在电解液溶剂中的溶解性，以改善电池的大电流放电性能。该方法虽然改进了电池的大电流放电性能，但是，采用含有双乙二酸硼酸锂的电解液的电池的循环性能仍然不够好。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中锂离子二次电池循环性能差的缺点，提供一种能够提高锂离子二次电池的循环性能的电解液以及采用该电解液的锂离子二次电池。

本发明的发明人意外地发现，当电解液中同时含有含碳碳双键的环状碳酸酯和双乙二酸硼酸锂时，该电解液不仅能够有效提高采用该电解液的锂离子二次电池的大电流放电性，而且能够有效克服电池的循环性能差的问题，使得采用该电解液的锂离子二次电池不仅具有大的优异的大电流放电性，而且还具有良好的循环性能。

本发明提供了一种电解液，该电解液含有锂盐和有机溶剂，所述锂盐至少含有双乙二酸硼酸锂，其特征在于，所述电解液还含有如式(I)所示的化合物A，

式(I)中R₁和R₂分别代表氢原子或碳原子数为1-6的烷基。

本发明还提供了一种锂离子二次电池，包括电池壳、电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳中，所述电极组包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜，其中，所述电解液为本发明制得的电解液。

本发明提供的电解液由于同时含有如式(I)所示的化合物A和双乙二酸硼酸锂，因而能够大大提高采用该电解液的锂离子二次电池的循环性能。例如，本发明制得的电池的400次循环后的常温放电容量保持率均在80％以上，要明显高于现有技术中制得的电池的循环性能。另外，本发明制得的电池的400次循环后的高温45℃的放电容量保持率均在77％以上，也要高于现有技术中制得的电池。

另外，本发明通过在电解液中加入如式(II)所示的化合物B，有效提高了电池的低温性能。同时，含有本发明的电解液的电池还具有较高的容量。