[发明专利]电解液以及包括该电解液的锂离子电池

说明书

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，特别地涉及一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池。

背景技术

近年来，随着智能电子产品的快速发展，对锂离子电池的续航能力提出了更高的要求。为了提高锂离子电池的能量密度，开发高电压锂离子电池是有效方法之一。

目前，工作电压在4.35V以上的锂离子电池已成为众多科研单位和企业研究的热点。然而在高电压下，正极材料的氧化活性升高、稳定性下降，导致非水电解液容易在正极表面发生电化学氧化反应，进而分解产生气体。同时，正极活性材料中的过渡金属元素，例如镍、钴、锰等会发生还原反应而溶出，从而引起锂离子电池电化学性能进一步恶化。目前主要的解决方法是向电解液中加入成膜添加剂。这些添加剂能够在正极成膜，但会造成界面阻抗增加，导致电池中锂离子迁移扩散动力学性能降低，进而使得电池的倍率及循环性能衰减。

因此，确有必要开发一种在高电压下仍能使锂离子电池保持良好循环寿命、低阻抗和高温存储性能优异的电解液。

发明内容

为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：将包含添加剂A和添加剂B的电解液，其中所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物，将该电解液应用到锂离子电池中后，不仅能够提高锂离子电池的循环性能，而且能够提高锂离子电池在高温下的存储性能，从而完成本申请。

本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，其中，所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物。

本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池包括正极片、负极片、锂电池隔膜和本申请所提供的电解液。

本申请提供的电解液中由于包含有添加剂A和添加剂B，使得该电解液能够形成致密且厚度较小的固体电解质界面(SEI)膜，稳定了极片，并且大大的降低了阻抗，提高了锂离子电池的循环性能，特别是提高了锂离子电池在45℃较高温度下的循环性能。另外，本申请提供的电解液，应用到锂离子电池中后，还能够提高锂离子电池在高温下的存储性能。

具体实施方式

下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B，其中，所述添加剂A为磷酸环酐类化合物，所述添加剂B为含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及氰基中的一种或多种的有机化合物。

上述所提到的磷酸环酐类化合物为一种或多种磷酸经分子间脱水缩合形成的具有环状结构的化合物，所述环状结构的化合物由磷原子和氧原子交替构成，且在磷原子上连接有磷氧双键，此外，在与磷原子相连接的单键上可根据实际需求和合理的情况连接其他基团进行修饰。

优选地，所述添加剂A为选自下述式I所示的化合物中的一种或多种。

在上述式I中，R₁、R₂、R₃各自独立地为选自氢原子、碳原子数为1～20的烷烃基、碳原子数为6～26的芳基、碳原子数为2～20的脂肪醚基、碳原子数为2～20的烷羧基、含有氧原子、硫原子、氮原子的芳族杂环基团以及上述烷烃基、芳基、脂肪醚基、烷羧基、芳族杂环基团均被卤原子取代所形成的基团中的一种，其中，卤原子为F、Cl、Br。其中，烷羧基为烷烃基中的氢原子被羧基(-COOH)取代所形成的基团。

在上述式I中，R₁、R₂、R₃可以互不相同，也可以彼此相同，又或者是其中任意两者相同。

在上述式I中，碳原子数为1～20的烷烃基，烷烃基的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择，例如链状烷烃基和环状烷烃基均可，其中链状烷烃基又包括直链烷基和支链烷烃基，另外，环状烷烃基上可以有取代基，也可以不含有取代基。在所述烷烃基中，烷烃基中碳原子数的优选的下限值可为1、3、5，烷烃基中碳原子数的优选的上限值可为3、4、5、6、7、8、10、12、16。

优选地，选择碳原子数为1～10的烷烃基，进一步优选地，选择碳原子数为1～6的链状烷烃基，碳原子数为3～8的环状烷烃基，更进一步优选地，选择碳原子数为1～4的链状烷烃基，碳原子数为5～7的环状烷烃基。