[发明专利]一种耐高电压电解质及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种耐高电压电解质，包含重量百分比为12％～18％的锂盐、67％～80％的溶剂和8％～15％的功能添加剂；其中，锂盐包含LiPF₆，以及同时包含LiTFSI、LiFSI、LiBOB，LiODFB、LiBF₄和LiPO₂F₂中的至少一种；其中，溶剂包含EC、PC、DEC、EMC和羧酸酯中的至少两种，以及同时包含FEC、DEFC和氟醚中的至少一种；其中，功能添加剂包含腈类添加剂、含硼类添加剂、含磷添加剂、含硫添加剂、FEC和VC中的至少两类添加剂。本发明的电池，对钴酸锂正极材料进行改性，提高结构稳定性；具有耐4.50V的高电压电解质，同时减少产气，提升循环和存储性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种耐高电压电解质及锂离子电池。

背景技术

目前，钴酸锂材料作为锂离子电池中能量密度最高的正极材料，被广泛应用在手机，笔记本电脑、穿戴类产品等数码产品和AI人工智能产品上。

随着数码产品的功能越来越复杂，客户对于电池能量密度的要求也越来越高。而提升材料的充电电压，是提高能量密度的最有效手段。从锂离子电池诞生之日起，钴酸锂材料从4.20V提升至4.35V用了大约20年的时间。而在近5年的时间内，随着材料科学的技术进步，钴酸锂材料的使用电压从4.35V提升至4.45V，目前，各大客户对4.5V锂离子电池开发也提出了明确的要求。

在4.5V的电池体系中，钴酸锂材料的正极电位接近甚至超过4.58V(VSLi/Li⁺)，在4.60V电位下的钴酸锂材料，会从可逆的O3相向H1-3相发生转变，并出现岩盐相。此电位下钴酸锂材料的氧化性增强，过渡金属溶出严重，结构稳定性变差，最终导致所制备的电池出现高温循环变差、电池循环鼓胀增加以及高温存储产气等问题。

为了解决上述高电压下电池存在的问题，目前迫切需要开发出新的技术，加以针对性地解决。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种耐高电压的电解质及锂离子电池。

为此，本发明提供了一种耐高电压电解质，包含重量百分比为12％～18％的锂盐、67％～80％的溶剂和8％～15％的功能添加剂；

其中，锂盐包含LiPF₆，以及同时包含LiTFSI、LiFSI、LiBOB、LiODFB、LiBF₄和LiPO₂F₂中的至少一种；

其中，溶剂包含碳酸乙烯酯EC，碳酸丙烯酯PC、碳酸二乙酯DEC、碳酸甲乙酯EMC和羧酸酯中的至少两种，以及同时包含氟代碳酸乙烯酯FEC、二氟代碳酸乙烯酯DEFC和氟醚中的至少一种；

其中，功能添加剂包含腈类添加剂、含硼类添加剂、含磷添加剂、含硫添加剂、氟代碳酸乙烯酯FEC和碳酸亚乙烯酯VC中的至少两类添加剂。

其中，腈类添加剂包括丁二腈SN、己二腈ADN、硫酰二丙腈SDPN和1,3,6-丙烷三腈HTCN中的至少一种。

其中，含硼类添加剂为三(三甲基硅烷)硼酸酯TMSB；

含磷添加剂为三(三甲基硅烷)磷酸酯TMSP或者三(三甲基硅烷)亚磷酸酯TMSPi。

其中，含硫添加剂包括亚硫酸丙烯酯PS、1,3-丙烯磺酸内酯PST、硫酸亚乙酯DTD和甲烷二磺酸亚甲酯MMDS中的至少一种。

此外，本发明还提供了一种耐高电压的锂离子电池，包含权利要求1至4任一项所述的电解质。

其中，其正极采用改性的钴酸锂材料作为正极活性物质，其负极采用石墨作为负极活性物质。