[发明专利]一种非水锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池

说明书

一种非水锂离子电池电解液及使用该非水电解液的锂离子电池，属于锂离子电池材料领域。主要解决的问题是电池的高低温性能不理想的问题。所述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂含有至少一种膦类化合物和至少一种环状硫酸酯类化合物；膦类化合物在非水电解液中的质量分数为0.1％～3％，环状硫酸酯类化合物在非水电解液中的质量分数为0.1％～2％；本发明通过将膦类化合物和环状硫酸酯类化合物作为功能性混合添加剂使用，在电解液和电极表面形成高强度、低阻抗的保护膜，能够显著改善电池的低温放电特性，同时又能提高电池高温存储性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种非水锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自从商业化以来，由于它的比能量高、循环性能好，被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用，消费者对其环境适应性提出更高的要求。如在环境恶劣的低温地区，要求锂离子电池在极端低温下也能正常工作。然而，锂离子电池在低温环境下，其充放电性能较常温环境下会出现明显下降。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的低温性能影响重大。目前电解液主要有两个途径可以改善锂离子电池的低温性能。其一，优化溶剂组成，降低电解液低温下的粘度，提高低温下电导率，但是，此途径通常降低电池的高温性能，不能最终解决锂离子电池在应用中的问题。其二，通过优化电解液添加剂，改善电解液/电极界面性质，降低界面阻抗，也可改善锂离子电池在低温下的动力学性能。因此，开发出一种高低温性能优异的电解液和锂离子电池是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的锂离子电池高低温性能较差的问题，提供一种非水锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池，该非水电解液具有优异的高低温性能。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种非水锂离子电池电解液，所述的电解液包括有机溶剂、导电锂盐和添加剂，所述添加剂含有膦类化合物和环状硫酸酯类化合物；膦类化合物在非水锂离子电池电解液中的质量分数为0.1％～3％；环状硫酸酯类化合物在非水锂离子电池电解液中的质量分数为0.1％～2％；所述的膦类化合物具有式(I)所示的化学结构式：

在式(I)中，R1、R2、R3独立的选自取代或未取代烷烃基或其卤代烷烃基、烯烃基、炔烃基、取代或未取代芳香烃基或其卤代芳香烃基中的任一种。

一种含有上述的非水锂离子电池电解液的锂离子电池，所述的锂离子电池包括正极、负极、隔膜、非水锂离子电池电解液。

本发明的原理和优点如下：采用了膦类化合物和环状硫酸酯类化合物混合使用，两种化合物共同在正负极表面形成保护膜，该保护膜同时含有S-O和P-O杂原子，有利于增加保护膜的离子电导率，使锂离子的移动变得顺畅，同时该保护膜具有更好的稳定性，从而明显提高了电池的高低温性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。