[发明专利]一种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的电解液和锂离子电池，该电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述的有机溶剂包括碳酸酯类、羧酸酯类、醚类、含硫溶剂和氟代溶剂中的一种或多种；所述添加剂包括高电压添加剂和辅助添加剂。本发明通过减少六氟磷酸锂和添加剂的杂质含量，降低电池中副反应的发生，提高电解液的氧化性和稳定性，拓宽电解液的电化学窗口，从而提高锂离子电池的耐高压性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池制作技术领域，尤其涉及一种改善锂离子电池耐高压性能的方法，更具体的，其涉及一种电解液和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于工作电压高，能量密度大、循环寿命长等优点在电动汽车领域得到广泛的应用。随着我国新能源汽车的迅猛发展，人们对动力电池的能量密度和续航里程提出了更高的要求，根据《中国制造2025重点领域技术发展路线图》中的相应规划，对于锂电池做了如下展望：到2025年能量型锂电池能量密度大于300Wh/kg，功率型锂电池比功率4000W/kg，动力电池<1.5元/Wh,储能电池<1.0元/Wh。而对于新能源汽车，要求动力电池单体能量密度达到400Wh/kg，成本降至0.8元/Wh，系统成本1元/Wh。

为了设计高能量密度的锂离子电池，除了对其空间利用率的不断优化，提高电池正负极材料的压实密度和克容量，使用高导电碳纳米和高分子粘接剂来提高正极和负极活性物质含量外，提升锂离子电池的工作电压也是增大电池能量密度的重要途径之一。目前市场上已经获得了工作电压在4.35V-5V的高压正极材料，但市场上现有的碳酸酯基电解液并不能满足锂电池的高电压工作要求，其在4.4V左右便开始发生剧烈的氧化分解，对电池的容量、循环寿命、安全性能等方面有很重要的影响。因此锂电池高压电解液的开发迫在眉睫。

传统的碳酸酯基电解液中，锂盐和添加剂的纯度较低，其含有较多的水分、酸及金属离子等杂质，对电解液的稳定性和耐氧化性有很大的影响。在电池工作过程中杂质的存在会使正极表面无法形成有效的钝化层，导致正负极SEI膜的稳定性降低，界面阻抗增加，进而影响电池的高温和高电压性能。因此提高电解液中锂盐和添加剂的纯度，是提高锂电池耐高压性能的一种很有效的方法。

发明内容

本发明的目的之一为提供一种新的锂离子电解液和相应的锂离子电池，通过提高电解液中锂盐和添加剂的纯度，减少电解液中水分、酸、金属离子等杂质的含量，有效地提高了电解液的稳定性和耐高压性能，较大地拓宽了电解液的电化学窗口，同时提升了电池中界面SEI膜的稳定性，降低界面阻抗。且本发明制备的电解液有较高的电导率和安全性能，对电池的耐高压、高温、循环等电性能有了很大程度的提高。

为了达到上述目的，本发明首先提供了一种电解液，所述电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，

所述的有机溶剂包括碳酸酯类、羧酸酯类、醚类、含硫溶剂和氟代溶剂中的一种或多种；

所述添加剂包括高电压添加剂和辅助添加剂。

上述电解液中，所述的高电压添加剂为本领域公知的一类物质，其又被称为高电压电解液添加剂，其可以用于解决普通锂离子池电解液在高电压下的氧化分解的问题。

作为上述电解液一种更好的选择，所述的辅助添加剂最好的为SEI膜成膜添加剂，其他的常用的辅助添加剂也可以用于本发明的电解液。

作为上述电解液一种更好的选择，所述有机溶剂包括环状碳酸乙烯酯、环状碳酸丙烯酯、线性碳酸二甲酯、线性碳酸二乙酯和线性碳酸甲乙酯的一种或多种。

作为上述电解液一种更好的选择，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和线性碳酸酯，且所述有机溶剂占电解液总质量的10％-90％。

作为上述电解液一种更好的选择，所述锂盐为六氟磷酸锂。

作为上述电解液一种更好的选择，六氟磷酸锂的浓度为0.75-1.5mol/L。