[发明专利]非水电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供一种非水电解液及锂离子电池。所述非水电解液包括：非水有机溶剂；锂盐；以及添加剂。所述添加剂包括：磷酸环酐化合物；以及含有不饱和键的二腈化合物。本发明的非水电解液能够改善正极活性材料在高电压下的稳定性，抑制非水电解液在正极表面氧化分解，改善高电压条件下锂离子电池的电化学性能。本发明的锂离子电池可长期用于高电压条件。

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种非水电解液及锂离子电池。

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，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，正极活性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(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。因此，克服非水电解液在正极表面的氧化分解是开发高电压锂离子电池中的重点问题。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种非水电解液及锂离子电池，所述非水电解液可长期用于高电压条件，并保证锂离子电池具有优良的电化学性能。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种非水电解液，其包括：非水有机溶剂；锂盐；以及添加剂。所述添加剂包括：磷酸环酐化合物；以及含有不饱和键的二腈化合物。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括：非水电解液；正极片；负极片；以及隔离膜，隔离正极片和负极片。所述非水电解液为根据本发明一方面所述的非水电解液。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明的非水电解液能够改善正极活性材料在高电压下的稳定性，抑制非水电解液在正极表面氧化分解，改善高电压条件下锂离子电池的电化学性能。

本发明的锂离子电池可长期用于高电压条件。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的非水电解液及锂离子电池。

首先说明根据本发明第一方面的非水电解液，其包括：非水有机溶剂；锂盐；以及添加剂。所述添加剂包括：磷酸环酐化合物；以及含有不饱和键的二腈化合物。

在根据本发明第一方面所述的非水电解液中，磷酸环酐化合物可在正极活性材料表面反应生成低阻抗钝化膜，改善正极活性材料结构在高电压下的稳定性，抑制晶体结构坍塌，改善在高电压下正极活性材料中氧原子的稳定性；含有不饱和键的二腈化合物可在正极表面与正极活性材料中的过渡金属元素发生多齿络合反应，并发生聚合反应生成致密的正极保护层，起到稳定过渡金属元素的作用，从而可在高电压下有效抑制非水电解液在正极表面的反应，抑制过渡金属元素溶出。不饱和键的二腈化合物优先于磷酸环酐化合物在正极表面形成保护膜，且不需要特定的反应电位，且其通过多齿络合作用与正极活性材料中的过渡金属元素形成的保护层呈网状结构，对磷酸环酐化合物的钝化膜的形成具有诱导作用，使其在网状结构上分散均匀，最终所形成的复合保护膜结构均匀致密、耐电解液腐蚀、热稳定性也好。

在根据本发明第一方面所述的非水电解液中，所述磷酸环酐化合物可选自一种或几种具有式(I)结构的化合物，