[发明专利]可提高锂电池高温循环寿命的添加剂、含有该添加剂的非水锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种可提高锂电池高温循环寿命的添加剂、含有该添加剂的非水锂离子电池电解液及锂离子电池，所述添加剂为一类带有羟基（‑OH）基团、羧基（‑COOH）基团或醛基（‑CHO）基团的有机或无机化合物中的一种或一种以上的混合物。一种非水锂离子电池电解液，包括电解质盐、非水有机溶剂和可提高锂电池高温循环寿命的添加剂，所述添加剂在非水锂电池电解液中的比例为1‑100ppm。一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、隔膜以及所述的非水锂离子电池电解液。该添加剂可以抑制电解液中有机溶剂组分的挥发，从而保证电池在高温情况下的使用性能和安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种可提高锂电池高温循环寿命的添加剂、含有该添加剂的非水锂离子电池电解液及锂离子电池。

背景技术

最近几年，基于环保压力和能源问题，各国都在积极推广新能源汽车，在新能源汽车当中，纯电动汽车发展的速度越来越快，市场占有率也越来越多。随着纯电动汽车的增多，电动汽车的优势越来越明显的同时，其缺点也逐渐显现，尤其是充电速度慢，等待时间长的问题，逐渐成为阻碍电动汽车快速普及的最大拦路石。

为应对这一问题，各大汽车厂商和电池厂商相继推出了各种快充技术。基于目前锂电池的技术发展现状，快充技术始终绕不开电池发热的问题，在目前的锂电池技术体系下，为了保证使用的安全，会对锂电池在充放电使用过程中设置一个温度保护值，当温度达到温度保护值时，首先启动降功率机制，使充放电的电流降低，如温度继续升高，达到最高保护值时则切断电路，停止锂电池的继续充放电工作。由于锂电池系统及其电路存在电阻，在大电流快速充电时，不可避免的会伴随着热量的产生，电阻一定的情况下，热量的产生与电流的平方成正比。例如：电流由1变为2，产生的热量将增加4倍，而降功率的温度保护值一般设置在45℃至50℃，这就造成了在夏天时，由于外界环境温度较高，再加上大电流充电产生的热量导致的电池快速升温，温度很快就可以达到温度保护值从而降低充电功率，快充功能只能持续很短的一段时间，快充功能基本等于失效，在用户看来快充不快带来的充电等待时间将大幅度增加，进一步造成客户的抱怨及满意度下降，给电动汽车的快速普及增加了障碍。

锂电池之所以在高温状态不能进行充放电，主要是因为现在的锂电池基本都是使用的液态有机电解液，这种物质的特性是在标准大气压下，温度达到70℃时开始挥发和产生副反应，电池内部组分产生气化，使电池电解液不能充分有效地反应，改变正负极间电解液成分，使电解液内阻增加及各方面性能减弱，从而使电池寿命快速衰减，严重甚至可能导致锂枝晶的析出使电池内部发生短路造成安全问题。同时产生的气体超过一定量后会对电池的性能产生影响，最明显的是软包电池会产生胀气，方形铝壳和圆柱形电池会导致泄压阀打开，影响电池的正常使用。如果温度继续升高，则会有起火、爆炸的危险。

如何抑制电解液中易挥发组分在高温条件下的挥发是保证和提高电池在该温度下正常使用的核心关键。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可提高锂电池高温循环寿命的添加剂、含有该添加剂的非水锂离子电池电解液及锂离子电池，该添加剂可以抑制电解液中有机溶剂组分的挥发，从而保证电池在高温情况下的使用性能和安全性能。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可提高锂电池高温循环寿命的添加剂，所述添加剂为一类带有羟基（-OH）基团、羧基（-COOH）基团或醛基（-CHO）基团的有机或无机化合物中的一种或一种以上的混合物，该类化合物可以抑制电解液中有机溶剂组分的挥发。

一种非水锂离子电池电解液，所述电解液的组分包括电解质盐、非水有机溶剂和可提高锂电池高温循环寿命的添加剂，所述添加剂在非水锂电池电解液中的比例为1-100ppm。

进一步，所述添加剂在非水锂电池电解液中的比例为10-100ppm。