[发明专利]一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池

说明书

本发明涉及锂二次电池，具体涉及到一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池。所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括磺酰亚胺类化合物。本发明中磺酰亚胺化合物对能够明显降低电池内阻，电池的低温循环、大倍率常温循环，高温循环，高温存储后的膨胀都有显著的改善。

技术领域

本发明涉及锂二次电池，具体涉及到一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池。

背景技术

锂二次电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无污染等特点，使其在消费类电子、动力汽车电池上及储能电源上具有广阔的应用前景。

近年来，随着全球石油能源的衰竭以及新能源技术的发展，应用于汽车动力上的锂二次电池技术迅速发展。对锂二次电池的性能提出了更高的要求。如电池需要有更长的使用寿命、需要能在极端温度下使用，需要能够进行快速的充放电(高倍率)，需要有更好的安全性。

电动车的电池组一般是由多个电池串联或者并联组成的，电池在正常工作时会产生一定的热量，整个电池组会使用一套电池热管理系统对电池进行热管理。电池的放电倍率越大或者电池内阻越大，电池的产热量也会越大。如果能降低电池的内阻，电池的产热量就能降低。同时电池的充放电倍率越大，电池的产热也会更大，如果能够降低电池内阻，也能降低高倍率充放电的电池产热。

由于电池组是由多个电池构成，单个电池的一致性决定了整个电池组的使用寿命，如能降低电池的阻抗，能很大程度提高电池的一致性，从而提高电池的使用寿命。

在电池的安全性方面，如果电池的内阻过大，电池在充电过程中电压会急速上升，电池存在过充的风险，电池一旦过充，可能会出现起火、爆炸。在解决电池过充的问题上，目前大部分的解决方案是在电池电解液中添加防过充添加剂，电池一旦过充，防过充添加剂会发生聚合反应，增加电池的内阻，阻断电池内部电流，防止电池起火爆炸。但是通过电解液中添加防过充添加剂的方式，虽然在一定程度上能提升安全性能，但是电池一旦过充，对电池的损伤是不可逆的。如果能从根本上降低电池阻抗，从源头上抑制电池出现过充的情况，对电池的使用寿命、安全性会更好。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一方面提供了一种锂二次电池的电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括磺酰亚胺类化合物。

作为一种优选的技术方案，所述磺酰亚胺类化合物选自式(1)中的一种或多种：

其中，R₁选自氟、氢、苯基、氟代苯基、吡啶基、烃基、醚、氟代烃基、磷酸酯、磺酸酯、硅烷中的一种。

作为一种优选的技术方案，所述的R₁选自甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基中的一种。

作为一种优选的技术方案，所述R₂和R₃独立地选自CF₃、F、苯基、氟代苯基中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述R₂和R₃相同。

作为一种优选的技术方案，所述的磺酰亚胺类化合物占电解液总质量的0.1％～5％。

作为一种优选的技术方案，所述添加剂还包括占电解液总质量0.01％～10％的第二添加剂。

作为一种优选的技术方案，所述的第二添加剂选自碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、三烯丙基异氰脲酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、三烯丙基磷酸酯、三丙炔基磷酸酯中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述非水有机溶剂包含环状酯和/或链状酯；所述的非水有机溶剂占电解液总质量的67～91％。