[发明专利]锂离子电池成膜添加剂组合物以及非水电解液和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池成膜添加剂组合物，该组合物含有喋啶型化合物以及砜，所述砜和所述喋啶型化合物的重量比为0.035‑100：1，所述喋啶型化合物选自式I所示的化合物，所述砜选自式II所示的化合物和式III所示的化合物。本发明还公开了含有所述组合物的非水电解液以及采用所述非水电解液的锂离子电池。采用含有根据本发明的成膜添加剂组合物的非水电解液的锂离子电池，显示出明显改善的使用寿命，即便在高电压下，也具有良好的循环性能和倍率放电性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地，本发明涉及一种锂离子电池成膜添加剂组合物，本发明还涉及包括所述组合物的非水电解液以及采用所述非水电解液的锂离子电池。

背景技术

自20世纪90年代诞生至今，锂离子电池得到了迅猛发展。一般来说，锂离子电池包括电极组和非水电解液，电极组包括正极、负极以及用于将正极和负极隔开的隔膜。当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，通过电解液嵌入负极中，放电时反之。锂离子电池在反复的充放电过程中存在着锂离子的反复迁移，非水电解液作为锂离子迁移的传输介质而存在于锂离子电池中。

近年来，高能量密度的锂离子电池成为关注的对象，研究人员已经开发出5V高压正极活性材料，其工作电压的提高直接整体提高了锂离子电池的使用功率，具有十分重要的现实意义。

然而，现阶段，绝大多数锂离子电池采用的电解液体系只能在不高于4.5V的电压下稳定使用，当工作电压高于4.5V时，电解液体系会发生氧化分解，导致电池无法正常工作，并使电池的循环性能降低，这对高压正极活性材料的应用造成了极大的障碍，阻碍了高能量密度锂离子电池的开发。

针对电解液体系在高电压下发生氧化分解的问题，现有的解决方案主要包括：(1)开发新的电解液溶剂；(2)采用正极成膜保护添加剂。采用新型溶剂替代现有的溶剂，或者导致电解液的电导率低，或者使得电解液的粘度比较大。通过添加正极成膜保护剂尽管是一种很好的折衷方案，能在一定程度上延长电解液的使用寿命，但是目前采用的成膜剂应用于高电压锂离子电池时，在电池的正极上成膜后，不断在高电压下应用，造成膜层不断被劣化，最终导致膜层破碎，很难延长锂离子电池在高电压下的使用寿命。

因此，研究开发适于高电压锂离子电池的非水电解液体系具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于高电压锂离子电池的成膜添加剂组合物，通过在非水电解液中添加该组合物，能有效地提升高电压锂离子电池的循环性能和倍率放电性能。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种锂离子电池成膜添加剂组合物，该组合物含有喋啶型化合物以及砜，所述砜和所述喋啶型化合物的重量比为0.035-100：1，

所述喋啶型化合物为选自式I所示的化合物中的一种或两种以上，