[发明专利]锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法

说明书

本发明揭示了一种锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法，包括：添加剂；所述添加剂包括桥环型羧酸酯。本发明有益技术效果：通过大量结构相似的化合物的研究发现，在活性基团一侧的α碳上增加烷烃结构的支链有助于减弱活性基团的活性。因此本发明通过在羧酸酯的一侧加入烷烃，提高了羧酸酯与锂盐的兼容性，此外，使用桥环内烷烃在负极被还原时容易开环形成自由基，形成共聚物，使保护膜能够更稳定的存在，进而提高动力电池的循环性能，降低产气。

技术领域

本发明涉及到新能源领域，特别是涉及到锂离子电池、锂离子电池电解液及其制备方法。

背景技术

随着电动汽车在全世界范围的普及，市场对于电动汽车的续航里程以及安全性能提出更高的需求，高镍三元动力电池具有相当大的能量密度，且随着三元材料中镍的含量增加，材料的比容量也随之增大，但是正极结构的不稳定性和电解液的分解反应也随之加剧，导致高温存储产气增加，进而影响电池的使用寿命。

为了改善高温产气量，目前使用的方法一种是通过酸酐类作为添加剂加入至电解液中，虽然加入酸酐类的添加剂能够改善电池产气，酸酐结构的极性较大，导致形成的保护膜离子传导性差，对电池阻抗明显增大；另一种是通过γ-丁内酯(GBL)作为添加剂加入至电解液中，使其在动力电池正极表面生成正极保护膜，但是GBL与电解液中的锂盐不兼容，且GBL在负极成膜不稳定，不适用于高能量密度锂离子电池，因此亟需一种新的锂离子电池电解液。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种锂离子电池电解液，旨在解决现有高镍三元动力电池循环衰减快、产气量大的技术问题。

本发明提出一种锂离子电池电解液，包括：添加剂；所述添加剂包括桥环型羧酸酯，所述桥环型羧酸酯的结构通式为：

其中，n为正整数，R1、R2分别为H、F、烷基、烯基、芳基、卤代烷基、卤代烯基、卤代芳基中的一种。

进一步地，所述添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯。

进一步地，所述氟代碳酸乙烯酯与所述桥环型羧酸酯的质量比范围包括1:2～3:2。

进一步的，所述桥环型羧酸酯的质量百分占比范围包括1％-20％。

进一步地，所述桥环型羧酸酯的结构通式中，n为小于4的正整数。

进一步地，所述卤代烷基、卤代烯基、卤代芳基分别对应为氟代烷基、氟代烯基、氟代芳基。

进一步地，所述烷基中碳原子数为1～10，所述烯基中碳原子数为2～10，所述芳基中碳原子数为6～20、所述卤代烷基中碳原子数为1～10、所述卤代烯基中碳原子数为2～10、所述卤代芳基中碳原子数为6～20。

进一步地，所述桥环型羧酸酯包括化合物1至化合物6中的一种或者多种。

本发明还提供了一种锂离子电池电解液的制备方法，用于制备上述所述的锂离子电池电解液，包括：将所述碳酸乙烯酯、所述碳酸甲乙酯和所述碳酸二乙酯按照一定体积比进行混合，充分混合后加入基于锂离子电池电解液总重量一定比例的锂盐，再加入一定量的添加剂，充分混合后制得所述锂离子电池电解液。

本发明还提供了一种锂离子电池，其特征在于，包括负极片，正极片以及上述所述的锂离子电池电解液，所述正极片包括正极活性材料、导电碳和粘结剂，所述正极活性材料为三元材料。

本发明有益技术效果：通过大量结构相似的化合物的研究发现，在活性基团一侧的α碳上增加烷烃结构的支链有助于减弱活性基团的活性。因此本发明通过在羧酸酯的一侧加入烷烃，提高了羧酸酯与锂盐的兼容性，此外，使用桥环内烷烃在负极被还原时容易开环形成自由基，形成共聚物，使保护膜能够更稳定的存在，进而提高动力电池的循环性能，降低产气。

具体实施方式