[发明专利]一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池

说明书

为克服现有技术中不饱和亚磷酸酯添加剂用于锂离子电池电解液后，会导致电解液色度增加的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐以及结构式一所示的不饱和亚磷酸酯类化合物：其中，R₁为含有碳原子数为2‑5的烯基或碳原子数为2‑5的炔基，R₂为碳原子数为1‑4的氟代烷基或氰基，R₃为碳原子数为1‑4的烷基、碳原子数为6‑10的芳基、碳原子数为2‑5的烯基、碳原子数为2‑5的炔基、碳原子数为1‑5的氟代烷基或氰基。同时，本发明还公开了包括上述非水电解液的锂离子电池。本发明提供的锂离子电池非水电解液不会出现变色的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对锂离子电池的能量密度、工作环境提出了更高的要求。开发高能量密度动力电池是解决上述问题的关键。LiNiMnO₄，LiNi_0.5Mn_1.5O₄以及其他一些富镍的三元材料能够在较高的电压下发生锂离子的脱嵌反应，因此为提高锂离子电池的能量密度带来了新的希望。虽然采用这些正负极材料的非水电解液电池已经实用化，但在耐久性使用上还无法让人满意。

改善电解液组成成分，可以优化材料在充电过程中与电解液接触的界面环境。本申请人提交的CN103107363A号中国专利公开了采用不饱和亚磷酸酯类化合物作为电解液添加剂，可以在一定程度上提高电池的高温存储性能和高温循环性能，但上述不饱和亚磷酸酯添加剂用于电解液中后，会导致电解液色度增加，影响电解液品质。

发明内容

针对现有技术中的不饱和亚磷酸酯添加剂用于锂离子电池电解液后，会导致电解液色度增加的问题，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐以及结构式一所示的不饱和亚磷酸酯类化合物：

其中，R₁为含有碳原子数为2-5的烯基或碳原子数为2-5的炔基，R₂为碳原子数为1-4的氟代烷基或氰基，R₃为碳原子数为1-4的烷基、碳原子数为6-10的芳基、碳原子数为2-5的烯基、碳原子数为2-5的炔基、碳原子数为1-5的氟代烷基或氰基。

本发明提供的锂离子电池非水电解液中加入了结构式一所示的不饱和亚磷酸酯类化合物后，不会导致电解液色度增加；同时，发明人还意外的发现，相比于现有的不饱和亚磷酸酯类化合物，本申请公开的不饱和亚磷酸酯类化合物能够更好的提高电池的高温存储性能和高温循环性能。本申请提供的结构式一所示的不饱和亚磷酸酯类化合物中，R₂为氟代烷基或氰基等具有较强的吸电子诱导效应的基团，可以稳定不饱和亚磷酸酯类化合物的分子结构，提高不饱和亚磷酸酯类化合物在电解液中的稳定性，避免在长期保存的过程中不饱和亚磷酸酯类化合物的失效，一方面可有效避免电解液色度的增加，另一方面可更有效的发挥作用，从而进一步提高电池性能。

可选的，所述结构式一所示的不饱和亚磷酸酯类化合物选自如下化合物中的一种或多种：

可选的，以所述非水电解液的总质量为100％计，所述结构式一所示的不饱和亚磷酸酯类化合物的质量百分含量为0.1％-5％。

可选的，所述溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。

可选的，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的一种或多种。