[发明专利]电解液及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

在飞速发展的信息时代中，对手机、笔记本、相机等电子产品的需求逐年增加。锂离子电池作为电子产品的工作电源，具有能量密度高、无记忆效应、工作电压高等特点，正逐步取代传统的Ni-Cd、MH-Ni电池。然而随着无人机市场需求的扩大及动力、储能设备的发展，人们对锂离子电池的要求不断提高，开发具有高能量密度和满足快速充放电的锂离子电池成为当务之急。目前，有效的方法是提高电极材料的电压、压实密度和选择合适的电解液。

目前，锂离子电池广泛应用的电解液包括以六氟磷酸锂为导电锂盐和以环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物溶剂，然而上述电解液仍存在诸多的不足，特别的是在高电压下，锂离子电池的性能较差，例如高温循环性能差、安全性能差以及倍率性能差。

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电解液及锂离子电池，所述电解液应用到锂离子电池中后，能够提高锂离子电池的倍率性能和高温循环性能。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种电解液，其包括：锂盐；有机溶剂；以及添加剂。所述有机溶剂包括羧酸酯化合物；所述添加剂包括硅烷基硫酸酯化合物。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括根据本发明一方面所述的电解液。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

在本发明的电解液中，羧酸酯化合物可以改善锂离子电池的倍率性能，但当羧酸酯化合物应用于高电压体系时，容易导致羧酸酯化合物的氧化分解；另外，当锂离子电池高温循环时，锂离子电池容量损失严重，锂离子电池的高温循环性能劣化严重。硅烷基硫酸酯化合物具有较高的还原电位，能优先在负极成膜，抑制羧酸酯化合物的氧化分解，减小负极界面阻抗，从而改善高温循环性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的电解液及锂离子电池。

首先说明根据本发明第一方面的电解液。

根据本发明第一方面的电解液包括：锂盐；有机溶剂；以及添加剂。所述有机溶剂包括羧酸酯化合物；所述添加剂包括硅烷基硫酸酯化合物。

在根据本发明第一方面的电解液中，羧酸酯化合物可以改善锂离子电池的倍率性能，但当羧酸酯化合物应用于高电压体系时，容易导致羧酸酯化合物的氧化分解；另外，当锂离子电池高温循环时，锂离子电池容量损失严重，锂离子电池的高温循环性能劣化严重。硅烷基硫酸酯化合物具有较高的还原电位，能优先在负极成膜，抑制羧酸酯化合物的氧化分解，减小负极界面阻抗，从而改善高温循环性能。因此将本发明的电解液应用到锂离子电池中后，能够同时提高锂离子电池的高温循环性能和倍率性能。

在根据本发明第一方面所述的电解液中，所述羧酸酯化合物选自下述式1所示的化合物中的一种或几种；

R₁₁、R₁₂各自独立地选自碳原子数为1～10的烷烃基、碳原子数为1～10的卤代烷烃基中的一种；其中，卤原子选自F、Cl、Br中的一种或几种。在式1中，R₁₁、R₁₂可以相同，也可以不同。

当R₁₁、R₁₂各自独立地选自碳原子数为1～10的烷烃基时，所述烷烃基可以为链状烷烃基，也可以为环状烷烃基。链状烷烃基又包括直链烷烃基和 支链烷烃基。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，烷烃基的碳原子数的优选的下限值可为1、2、3，烷烃基的碳原子数的优选的上限值可为4、5、6、7、8、10。

优选地，R₁₁、R₁₂各自独立地选自碳原子数为1～6的链状烷烃基或碳原子数为3～8的环状烷烃基。更进一步优选地，R₁₁、R₁₂各自独立地选自碳原子数为1～4的链状烷烃基或碳原子数为5～7的环状烷烃基。