[发明专利]锂二次电池电解液及锂二次电池

说明书

本发明涉及一种锂二次电池电解液及锂二次电池，锂二次电池电解液包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂；所述添加剂包括双草酸硼酸锂和N‑苯基双(三氟甲烷磺酰亚胺)。上述锂二次电池电解液利用无机锂盐双乙二酸硼酸锂(LiBOB)和有机物N‑苯基双(三氟甲烷磺酸亚胺)(NPBS)的协同作用，作为电解液的防腐蚀功能添加剂，含有这种功能添加剂的锂二次电池循环性能得到改善，应用前景良好。

技术领域

本发明涉及锂二次电池技术领域，特别是涉及一种锂二次电池电解液及锂二次电池。

背景技术

1990年，锂离子电池继铅酸电池、镍氢电池、镉镍电池之后作为新一代的二次储能装置，凭着自身的优势：开路电压高、能量密度大、循环寿命长、无记忆效应、污染小等优点，逐渐在能源领域崭露头角，尤其是当前的动力电池，家用负载型储能方面。

目前，商业化的正极材料包括钴酸锂和磷酸铁锂，但钴酸锂资源有限，生产成本高，磷酸铁锂能量密度低，无法满足目前动力电池的发展需求。多元高镍正极材料NCM811或NCA因具有更高的能量密度优势而日益被行业关注和认同。然而高镍系材料因其固有的缺陷：(1)在充放电过程中易发生相变，安全性和热稳定性较差，循环性能不足。(2)充电态下Ni⁴⁺催化电解液分解产生HF，腐蚀电极，同时在合成过程中表面残留的LiOH会和电解液反应生成HF，因而加速电解液的分解。如果能开发一种能清除HF，且与高镍材料匹配性能较好的电解液，将成为目前高镍材料研究的重点。

电解液是锂离子电池的重要组成部分。通常包含溶剂、锂盐和添加剂三部分。在电解液中加入少量的添加剂是提高锂离子电池性能最方便、最经济的方法。然而一些常用添加剂如VC，可以很好的用于改善石墨、钴酸锂、三元NCM111等材料的性能，却无法很好的改善高镍材料的电化学性能。究其原因，可能是由于VC无法清除HF及较好的抑制HF的生成，电解液分解生成的HF会不断地腐蚀高镍材料，溶出过渡金属离子，进一步催化电解液分解。

因此，现有技术仍需改进。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种防腐蚀锂二次电池电解液。

具体的技术方案如下：

一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂；所述添加剂包括双草酸硼酸锂和N-苯基双(三氟甲烷磺酰亚胺)。

双草酸硼酸锂(LiBOB)与N-苯基双(三氟甲烷磺酰亚胺)(NPBS)的结构式如下：

在其中一些实施例中，所述双草酸硼酸锂占锂二次电池电解液总质量的0.1-2.0％；所述N-苯基双(三氟甲烷磺酰亚胺)占锂二次电池电解液总质量的0.1-2.0％。

在其中一些实施例中，所述添加剂还包括第二添加剂，所述第二添加剂选自碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)或1,3-丙烷磺酸内酯(PS)中的至少一种；所述第二添加剂占锂二次电池电解液总质量的0.5-5.0％。

在其中一些实施例中，所述导电锂盐为六氟磷酸锂，占锂二次电池电解液总质量的8.0-18.0％。

在其中一些实施例中，所述有机溶剂由环状溶剂和线性溶剂组成。

在其中一些实施例中，所述环状溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和γ-丁内酯中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述线型溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、丙酸丙酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和2,2-二氟乙基乙酸酯中的至少一种。

本发明的另一目的是提供一种锂二次电池。

一种锂二次电池，包括上述锂二次电池电解液。

本发明具有如下的优点及效果：