[发明专利]一种电解液及其锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池领域，具体涉及一种电解液及其锂离子电池。该电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括含氟磷腈化合物。本申请的含氟磷腈化合物中包括含氟磺酰基团，在正、负电极表面均能形成由含氟化物、磺酸锂盐和聚磺酰亚胺等物质组成的界面膜，该界面膜具有良好的导锂离子能力，有利于电池获得良好的动力学性能，降低电池充电析锂的风险，改善电池循环性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，具体涉及一种电解液及其锂离子电池。

背景技术

随着石油能源的日益枯竭，及对环境污染的日益严峻，汽车动力能源迫切需要发展一系列新型能源作为提供能源。锂离子电池由于其能量密度高、无记忆效应、工作电压高等特点脱颖而出，成为当前新能源汽车用能源的重点发展方向。汽车用动力锂离子电池对高能量、高功率、长寿命、高安全等要求极为严格。目前，动力锂离子电池仍采用以有机溶剂体系为主的液态电解质，使得动力锂离子电池距离实现“高能量、高功率、长循环、高安全”的目标存在诸多的挑战。

提高电极的压实密度是获得锂离子电池的高能量密度有效方式之一，但是，负极压实较高时，电解液的浸润性会变差，同时会导致电池存在析锂风险。从电解液的角度看，需要开发浸润性好的电解液，抑制锂离子电池析锂风险，从而实现高压实密度电极材料在锂离子电池中的应用。专利报道以低粘度的羧酸酯为溶剂，可获得良好的电解液浸润性，但是电池的安全性能仍存在较大的风险。为了提高锂离子电池安全性，常向电解液中加入一些阻燃添加剂，如烷基磷酸酯、亚磷酸酯类、磷腈类等，但是由于粘度大或者与石墨不兼容等，对电池的循环造成负面影响。

因此，筛选出既具有良好的成膜、阻燃效果的功能添加剂，又具有低粘度溶剂，且能改善锂离子电池循环性能的电解液材料是当前高压实电极锂离子电池用电解液研究的一大难点。鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的首要发明目的在于提出一种电解液，通过添加剂的使用改善电池电极界面动力学、提高电解液的阻燃性、同时使用低粘度溶剂改善电解液对极片的浸润性，保证电池良好的循环性能。

本申请的第二发明目的在于提出含有该电解液的锂离子电池。

本申请涉及一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括含氟磷腈化合物，所述含氟磷腈化合物的结构式如式I所示：

其中，R₁、R₂、R₃各自独立地分别选自取代或未取代的C_1～20烷基、取代或未取代的C_1～20硅烷基、取代或未取代的C_6～26芳基、取代或未取代的C_5～26杂芳基；

取代基选自卤素。

优选的，R₁、R₂、R₃各自独立地分别选自取代或未取代的C_1～12直链或支链烷基、C_1～12直链或支链硅烷基。

优选的，R₁、R₂、R₃选自取代或未取代的C_1～6直链或支链烷基、C_1～6直链或支链硅烷基，R₁、R₂、R₃为相同的取代基。

优选的，所述含氟磷腈化合物选自如下化合物中的至少一种：