[发明专利]一种用于硅碳负极锂离子电池的电解液

说明书

本发明公开了一种用于硅碳负极锂离子电池的电解液，其包括：有机溶剂、溶于有机溶剂的锂盐，所述的电解液中加入有含硅添加剂，该含硅添加剂的分子式为以下任意一种或者组合：分子式一：(CH₂＝CH)₄‑Si；分子式二：(CH₂＝CH)₄R‑Si；分子式三：(CH₂＝CH)₄R‑Si‑O‑SiR(CH₂＝CH)₄；其中，上述分子式中的R为CH₂，碳链原子数在5以内。本发明主要是在电解液中加入了新的添加剂：含硅添加剂。同现有的添加剂相比，本发明采用的含硅添加剂能够单独使用，且在硅碳比例5％以上也有表现出很好的循环性能，尤其是在软包电池的500周次循环中，电池厚度能够控制在3％以内。

技术领域：

本发明涉及锂离子电池的电解液技术领域，尤其涉及一种用于硅碳负极锂离子电池的电解液。

背景技术：

使用硅碳材料做为锂离子电池负极，与采用石墨类372作为锂离子电池负极的锂离子电池相比，其理论克容量高出很多。但是由于硅碳材料在充放电过程中的膨胀收缩，会导致电池内部结构发生变化，表现出来电池内部产气量加大。

在硅碳负极相对应的锂离子电池电解液开发中，研究者采用高浓度的氟代碳酸乙烯酯FEC添加剂、锂盐添加剂(LiFSI/LiTFSI等)、以及含有不饱和键化学物，例如1,3,6-己烷三腈(HTCN)，1-丙烯基-1、3-磺酸内酯(PST)。但是上述添加剂在电解液使用中，依然无法解决硅碳电池循环过程中的产气问题，尤其是随着硅碳材料中硅比例提升。

为了克服上述问题，本发明人经过不断的测试，提出以下技术方案，以克服上述问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种用于硅碳负极锂离子电池的电解液。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种用于硅碳负极锂离子电池的电解液，包括：有机溶剂、溶于有机溶剂的锂盐，所述的电解液中加入有含硅添加剂，该含硅添加剂的分子式为以下任意一种或者组合：分子式一：(CH₂＝CH)₄-Si；分子式二：(CH₂＝CH)₄R-Si；分子式三：(CH₂＝CH)₄R-Si-O-SiR(CH₂＝CH)₄；其中，上述分子式中的R为CH₂，碳链原子数在5以内。

进一步而言，上述技术方案中，所述的含硅添加剂在电解液中的重量百分比为：0.2％～5％。

进一步而言，上述技术方案中，所述的含硅添加剂为：四乙烯硅、1,3-二甲基-1,1,3,3-四乙烯二硅氧烷中的任意一种或者组合。

进一步而言，上述技术方案中，所述的电解液中还添加有以下材料中的任意一种或组合：碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯。

进一步而言，上述技术方案中，所述的有机溶剂为：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙烯酯等中的任意一种或两种及两种以上任意比列的组合。

进一步而言，上述技术方案中，所述的锂盐为：六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为0.8～1.5mo1/L。

本发明主要是在电解液中加入了新的添加剂：含硅添加剂。同现有的添加剂相比，本发明采用的含硅添加剂能够单独使用，且在硅碳比例5％以上也有表现出很好的循环性能，尤其是在软包电池的500周次循环中，电池厚度能够控制在3％以内。

具体实施方式：

本发明所述的锂离子电池的电解液包括：有机溶剂、溶于有机溶剂中的锂盐、含硅添加剂，以及其他补充添加剂。