[发明专利]一种高电压锂离子电池电解液

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种新型高电压锂离子电池电解液，能够有效改善锂电池在高压条件下的循环性能。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、工作电压高、无记忆效应、循环寿命长和自放电低等优势而广受青睐。经过多年的发展，小容量锂离子电池已广泛应用于手机，笔记本电脑，数码相机等便携式电子设备上。随着电动车等设备的推广，对高能量密度的锂离子电池的需求也越来越紧迫。由能量公式可知，提高锂离子电池的工作电压能够有效提高其能量密度。目前，锂离子电池使用的电压范围主要为3.0～4.35V，将锂离子电池的工作电压上限提高(如提高至4.35V以上)的同时，电极材料的克容量发挥也会有所提高，从而能够有效提高锂离子电池的能量密度。

电解液对电池的性能具有极其重要的影响。但在高电压下，由于阴极材料反应活性的增加，电解液容易发生氧化反应，从而导致锂离子电池在高电压条件下容量快速衰减。通过使用一些添加剂，可有效抑制电解液在高电压下的氧化分解。因此，为了满足高电压电池的使用要求，确有必要开发出一种新型的锂离子电池电解液，以改善锂离子电池在高电压条件的循环性能。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种锂离子电池电解液，其可有效改善锂离子电池在高电压条件下的循环性能。

本发明的目的通过如下方式实现：

一种锂离子电池电解液，其包括非水有机溶剂、锂盐和电解液添加剂，其中，所述电解液添加剂为具有两个砜基的化合物。

根据本发明，所述的电解液添加剂为具有式(1)所示结构的双砜基(两个砜基)化合物，

其中，R₁、R₂相同或不同，独立的选自C_1-8烷基或卤素(例如氟)取代的C_1-8烷基，n为1，2，3。

根据本发明，所述的电解液添加剂在电解液中的含量为0.05～0.2％(质量比)，优选0.1-0.15％。

根据本发明，所述电解液添加剂为二甲砜基甲烷。

根据本发明，所述无水有机溶剂选自碳酸乙烯酯，碳酸乙丙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种，优选的，所述无水有机溶剂为上述溶剂中的任意两种或三种，更优选为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的二者混合物，碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的二者混合物，或者碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)三者混合物。

根据本发明，所述锂盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiBOB(二草酸硼酸锂)中的任意一种或多种。

根据本发明，所述的电解液可以应用于最高工作电压在4.35～4.6V的锂离子电池中。

本发明还提供一种制备锂离子电池电解液的方法，包括：将非水有机溶剂、锂盐和具有两个砜基的电解液添加剂进行混合。

根据本发明，所述电解液添加剂如式(1)所示。

本发明还提供了一种上述锂离子电池电解液的用途，其用于锂离子电池。

此外，本发明还提供了一种锂离子电池，其包括正极片、负极片、隔离膜，以及电解液，其中，所述电解液为本发明所述的锂离子电池电解液。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：本发明提供了一类具有良好性能的高电压锂离子电池电解液，此电解液中含有带有两个砜基的化合物，其可在阴极成膜，从而保护阴极，减小阴极与电解液之间副反应的发生，且阻抗增加不大，从而有效提高锂离子电池高电压性能。其能够将电池循环100周后的电池容量保持率提高15％以上。

附图说明

图1是实施例1和对比例1条件下锂离子电池在常温循环0.2C充电至4.6V，然后恒压至0.02C，再0.2C放电时的循环性能图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例只是为了解释本发明，而非限定本发明。

实施例1