[发明专利]电解液及二次电池

说明书

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电解液及二次电池。所述电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述添加剂包括氮气。本发明的电解液中加入氮气，可以有效排除氧气和二氧化碳，减小了电池的阻抗。同时，电池使用过程中析出的锂由于活性较高，可以和电解液中的氮气发生反应生成Li₃N，Li₃N会阻止由于析锂区域的电位较低而引起电子和锂离子直接接触，阻止析锂的扩散，从而钝化析锂，延长电池在使用过程中的寿命，另一方面，也避免了延长在长期使用过程中生成锂枝晶导致的安全问题。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电解液及二次电池。

背景技术

随着电动汽车的发展，人们对锂离子电池的能量密度要求越来越高，三元电芯由于其高克容量逐渐成为电动汽车生产厂家关注的焦点。但由于电芯中电解液分布不均，循环过程中膨胀力增大导致局部动力学不均，负极局部开始析锂，析出的锂进一步在充放电过程中和电解液发生副反应导致电解液的消耗和局部阻抗增加，负极进一步发生析锂，最终析锂面积逐渐增大，导致电芯跳水，影响电动汽车的使用寿命。如果析出的锂形成锂枝晶，锂枝晶刺穿隔离膜，导致电芯负极短路，甚至会威胁到用户的生命安全。

目前为了避免电芯在使用过程中跳水甚至出现安全问题，主要方法是：提高负极动力学，降低电芯阻抗；提高电解液电导率；限制用户进行大电流的充电。虽然这些方法能够延长电池包的使用寿命，但却不能根本解决电芯在使用过程中发生跳水甚至安全的问题，主要是由于电芯在使用过程中，负极动力学不可避免会降低，电解液也会逐渐消耗，使用过程中局部动力学不足，导致析锂是不可避免的。用户长时间在进行电动汽车的充放电，析锂导致的安全风险高。因此，需要有一种方法能够钝化析出的锂，提高电芯在使用过程中的寿命；另一方面，需要钝化锂枝晶，避免锂枝晶刺穿隔离膜从而引起安全问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电解液及二次电池，所述二次电池在使用过程中阻抗较小，可同时兼顾优良的循环性能、较长的循环寿命及安全性能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的一方面提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，添加剂包括氮气。

本发明的另一方面提供一种二次电池，包括正极片、负极片、间隔设置于正极片和负极片之间的隔离膜、以及本发明第一方面的电解液。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

电解液中通常会存在氧气和二氧化碳等气体，这些气体在正负极表面会发生副反应生成碳酸锂等化合物，这些化合物的生成会导致电芯阻抗增加，从而影响电池的使用寿命。本发明的电解液中加入氮气，可以有效排除氧气和二氧化碳，从根源上解决了此问题，减小了电池的阻抗。

同时，电池在使用过程中由于电芯膨胀力或者电解液消耗问题，可能会出现局部阻抗增大并出现析锂情况，析出的锂由于活性较高，可以和电解液中的氮气、胺类化合物或重氮化合物发生反应生成Li₃N，而如果在电解液中添加叠氮化锂，可以生成氮气，然后氮气再与析出的锂反应生成Li₃N。Li₃N是电子绝缘体，会阻止由于析锂区域的电位较低而引起电子和锂离子直接接触，阻止析锂的扩散，从而钝化析锂，延长电池在使用过程中的寿命，另一方面，也避免了延长在长期使用过程中生成锂枝晶导致的安全问题。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的电解液及二次电池。

本发明第一方面的电解液包括：锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述添加剂包括氮气。