[发明专利]锂离子电池非水电解液及锂离子电池

说明书

本申请公开了一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。本申请的锂离子电池非水电解液，包括不饱和磷酸酯类化合物和砜类化合物，砜类化合物包括环状砜类化合物和/或直链砜类化合物；不饱和磷酸酯类化合物具有式一所示结构；环状砜类化合物具有式二所示结构，直链砜类化合物具有式三所示结构。本申请的非水电解液，将不饱和磷酸酯类化合物和砜类化合物同时添加到电解液中，在电极界面形成一层成份均匀、厚薄适中，且致密性好的保护膜；两者配合使用，使得电解液在正极具有较好稳定性，可使电池获得优良高温性能和循环性能，而且，两者组合可以使电池保持较低阻抗，进而使电池获得优良的低温性能。本申请的电解液为制备高品质动力电池奠定了基础。

本申请为申请号为“201610538401.1”、申请日2016年7月8日、发明名称为“一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池”的中国专利申请的分案申请，同时要求申请号为“201510397735.7”、申请日为2015年7月8日的中国专利申请的优先权。

技术领域

本申请涉及锂离子电池电解液领域，特别是涉及一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池与其它电池相比，具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高、无记忆效应和循环寿命长等优点，目前已经越来越多的被用于3C消费类电子产品市场。并且随着新能源汽车的发展，非水电解液锂离子电池作为汽车的动力电源系统也越来越普及。随着新能源汽车续航里程要求的不断提高，越来越要求动力锂离子电池的高能量密度化。三元镍钴锰正极材料因其较高的能量密度、低成本、性能优良、安全性相对较好等优势，成为目前新能源动力电池正极材料的研究热点，且随着动力电池能量密度的不断提高，三元镍钴锰材料动力电池正朝着高电压的方向发展。

但是三元镍钴锰材料作为正极材料存在高温性能不足的缺点，在三元镍钴锰材料中，镍元素对电解液具有很强的催化作用，会催化电解液的分解，从而降低放电容量，并且分解产物的积累会导致明显的内阻增长；这种情况在高电压、高温和镍含量较高的条件下，会变得尤为严重，从而大大劣化电池性能，阻碍高电压三元镍钴锰材料电池在动力电池领域的实用化。

电解液是影响电池综合性能的关键因素，特别地，电解液中的添加剂对电池的各项性能的发挥尤其重要。因此，要充分发挥三元镍钴锰材料的动力电池的性能，电解液的匹配是关键。目前实用化的锂离子电池电解液是添加传统的成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯(缩写VC)或氟代碳酸乙烯酯(缩写FEC)的非水电解液，通过VC和FEC的添加保障电池优异的循环性能。但VC的高电压稳定性较差，FEC高温下容易分解产气。因此，在高电压高温条件下，这些添加剂很难满足高温循环的性能要求。

专利申请201410534841.0中公开了一种含三键的磷酸酯化合物新型成膜添加剂，其不仅可以改善高温循环性能，还能明显改善储存性能。砜类化合物也很早见于文献报道(Journal of Power Sources 179(2008)770–779)，主要是提高高电压电池的稳定性，改善循环性能。但本领域的科技工作者在研究中发现，三键的磷酸酯添加剂在电极界面所形成的钝化膜导电性较差，导致界面阻抗较大，明显劣化了低温性能，特别容易导致电池在低温下充电析锂，抑制了非水锂离子电池在低温条件下的应用。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种锂离子电池非水电解液，包括不饱和磷酸酯类和砜类化合物，砜类化合物包括环状砜类化合物和/或直链砜类化合物；

不饱和磷酸酯类化合物具有式一所示结构，