[发明专利]一种电解液及采用该电解液的锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种电解液及采用该电解液的锂离子电池。本申请的电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂包括N取代吡咯烷酮‑三氟化硼配位化合物。本申请的电解液可在正负极表面形成良好的界面膜，可降低正极表面的反应活性，抑制电解液在正极表面的氧化分解；同时利用该化合物路易斯碱的特性捕获在电解液中产生的酸性组分和过渡金属离子，从而改善电池在高电压下的高温存储性能以及循环性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，具体讲，涉及一种电解液及采用该电解液的锂离子电池。

背景技术

笔记本电脑、手机、掌上游戏机、平板电脑等电子移动设备能实现越来越多的功能，电动汽车、智能电网等方面的应用技术也日趋成熟。人们对作为其主要驱动能源的锂离子电池的续航能力要求也越来越高。提高能量密度成为锂离子电池的研究热点。

对于正极材料为镍钴锰三元材料的锂离子电池，提升充电截至电压是增加电池能量密度的有效方法。然而提高锂离子电池的电压时，尤其是充电电压达到4.35V以上时，由于脱锂比例增大，正极材料的结构稳定性降低，易发生相变降低正极容量；同时过渡金属溶解加剧，迁移到负极破坏SEI，产生大量还原性气体，消耗电解液。由于电压已经超出电解液氧化还原窗口，电解液在正极上将发生氧化反应，快速消耗电解液，产生大量副产物或者气体。由于以上两种作用的存在，锂离子电池在充电截至电压高于4.35V时充放时，容量衰退明显加速。

在实际使用中，电子产品还面临如持续使用发热或锂离子电池的使用环境温度升高等都可能使锂离子电池处在高温状态，而在高温下，电解液将受到更严格的考验，严重时由于锂离子电池的膨胀变形导致锂离子电池内部发生短路或是锂离子电池包装胀破导致可燃性的电解液泄露，从而引起火灾等安全事故。因此需要进一步提高电解液的氧化电势，有效的技术解决电解液的分解、锂离子电池胀气的问题。鉴于此，有必要开发一种高温循环的高电压电解液。

发明内容

本申请的首要发明目的在于提出一种电解液。

本申请的第二发明目的在于提出一种采用该电解液的锂离子电池。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

一种电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合物。

优选的，所述N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合物选自如式I所示结构式的化合物中的至少一种：

其中，R选自取代或未取代的C_1～30烷基、取代或未取代的C_2～30烯基、取代或未取代的C_2～30炔基、取代或未取代的C_6～26的芳基；

取代基选自卤素。

优选的，R选自取代或未取代的C_1～20烷基、取代或未取代的C_2～20烯基；R优选为直链或支链的C_1～12烷基、C_2～12烯基、C_3～12环烷基。

优选的，所述N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合物选自三氟化硼-N-甲基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙基吡咯烷酮、三氟化硼-N-丙基吡咯烷酮、三氟化硼-N-异丙基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙烯基吡咯烷酮、三氟化硼-N-丙烯基吡咯烷酮、三氟化硼-N-异丙烯基吡咯烷酮、三氟化硼-N-辛基吡咯烷酮、三氟化硼-N-环己基吡咯烷酮中的至少一种；优选三氟化硼-N-甲基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种。

优选的，所述N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合物的质量为锂离子电池的电解液的总质量的0.1％～5％。