[发明专利]锂离子电池及其非水电解液

说明书

本发明公开了一种非水电解液，包括：非水有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂包括四氟硼酸锂和具有式Ⅰ、式Ⅱ的含不饱和键的二腈化合物中的至少一种，其中，R1、R2、A1、A2独立地选自具有0‑5个碳原子的脂肪族烷基中的一种或几种；R3、R4、A3、A4独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、烷基、苯基中的一种或几种。此外，本发明还公开了一种含有本发明非水电解液的锂离子电池。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，更具体地说，本发明涉及一种锂离子电池及其非水电解液。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、无污染等独特的优势，现已作为电源广泛应用于相机、手机等电子产品。

近年来，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，人们使用数码产品的方式也对锂离子电池的性能提出了额外的要求。例如，人们使用笔记本电脑时，往往锂离子电池充满电之后，持续处于充满状态，在离开电源时锂离子电池才会放电工作，即锂离子电池的工作方式是间歇性充放电循环。

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，正极氧化活性变高，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，引起不可逆容量损失，导致锂离子电池的循环容量保持率下降。

可见，提高阴极与电解液界面的稳定性，抑制电解液在阴极的分解是改善高电压锂离子电池的高温存储性能、循环性能的关键所在。特别是对于间歇性充放电循环，延长了锂离子电池高电压满充状态存放的时间，对锂离子电池阴极与电解液的界面稳定性提出了更高的要求。

有鉴于此，确有必要提供一种具有理想高温存储性能和间歇循环容量保持率的锂离子电池及其非水电解液。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种锂离子电池及其非水电解液，以获得具有理想高温存储性能和间歇循环容量保持率的锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种非水电解液，其包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，添加剂包括四氟硼酸锂和具有式Ⅰ、式Ⅱ的含不饱和键的二腈化合物中的至少一种，

其中，R1、R2、A1、A2独立地选自具有0-5个碳原子的脂肪族烷基中的一种或几种；R3、R4、A3、A4独立地选自氢原子、氟原子、氯原子、烷基、苯基中的一种或几种。

作为本发明非水电解液的一种改进，式I的二腈化合物为1,4-二氰基-2-丁烯，式II的二腈化合物为2,4-二氰基-1-丁烯。

作为本发明非水电解液的一种改进，式Ⅰ、式Ⅱ的二腈化合物在非水电解液中的质量百分含量为0.1％～3％，优选0.5％～2％。当式Ⅰ或式Ⅱ的二腈化合物在非水电解液中的质量百分含量低于0.1％时，其在正极表面的吸附和聚合有限，无法有效抑制过渡金属离子溶出，抑制电解液在正极的氧化分解；当式Ⅰ或式Ⅱ的二腈化合物在非水电解液中的质量百分含量高于3％时，其与正极活性材料中的过渡金属元素形成的络合层过厚，且产生大量的聚合物会严重增加锂离子电池的阻抗，不利于锂离子电池的动力学性能和循环容量保持率。

作为本发明非水电解液的一种改进，四氟硼酸锂(LiBF₄)在非水电解液中的质量百分含量为0.01％～0.5％。当LiBF₄在非水电解液中的质量百分含量低于0.01％时，其对正极的改善作用不明显；当LiBF₄在非水电解液中的质量百分含量高于0.5％时，过多的LiBF₄会增加锂离子电池的阻抗，不利于锂离子电池的循环容量保持率。