[发明专利]锂离子电池电解质溶液组合物

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池的电解质溶液组合物。

背景技术

1990年日本索尼公司成功开发锂离子电池以来，锂离子电池由于具有能量密度高、比功率大、循环性能好、无记忆效应、无污染等特点，在诸如手机、笔记本电脑、数码相机等诸多电子装置上获得了广泛应用。最近，电动汽车动力电池研究开发工作取得的一系列进展，使得锂离子电池的应用领域得到进一步的扩展，对锂离子电池循环性能、安全性能等各个方面提出了更高的要求。

锂离子电池通常由正极、负极、电解液以及隔膜组成，其中正极通常采用LiCoO₂、Li₂MnO₃、LiFePO₄、Li₂FePO₄F等正极材料制成；负极材料通常采用石墨材料，目前已经发现的材料包括以下几种：

第一种是碳负极材料：实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。[5]

第二种是锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。

第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料。

第四种是合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金。

第五种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。

第六种纳米材料是纳米氧化物材料

现有技术的锂离子电池对充放电的条件要求非常严格，特别是在高压下的充放电性能较差。一般认为，目前所用的正极材料在高压下充电时，正极材料与电解液相互作用，容易造成正极性能恶化，甚至电池失效。因此本领域仍然需要改进锂离子电池性能的技术。

发明内容

本发明的发明人经过广泛的研究，出乎意料地发现通过在电解液中加入特定添加剂可以明显改善锂离子电池的性能。因此，本发明提供一种锂离子电池的电解质溶液组合物，其包含电解质溶液和添加剂。所述电解质溶液可以是锂离子电池用的任何电解质溶液，其包含电解质溶质和溶剂，其中所述电解质可以是本领域已知的用于锂离子电池的任何电解质，例如高氯酸锂(LiClO₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)等或其混合物。所述溶剂为本领域已知的用于锂离子电池的任何电解液溶剂，例如乙醚、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等或其混合物。所述添加剂为选自式(I)化合物的一种或多种：

R_aM(-X₁R₁)(-X₂R₂)……(-X_ZR_Z)  （I）

其中：R_a为任选地可以被C₁–C₁₀优选C₁–C₆烷基、C₃–C₆环烷基、C₆-C₁₀芳基取代的C₁–C₁₀优选C₁–C₆烷基、C₃–C₆环烷基或C₂–C₆烯基或不存在；

R₁、R₂、…R_Z各自独立地为任选地可以被C₁–C₁₀优选C₁–C₆烷基、C₃–C₆环烷基、C₆-C₁₀芳基取代的C₁–C₁₀优选C₁–C₆烷基、C₃–C₆环烷基或C₂–C₆烯基；

X₁、X₂、....X_Z各自独立地为O、S、N或P或者不存在；

Z是保持式(I)化合物为电中性的整数；