[发明专利]一种高镍锂离子电池非水电解液及锂离子电池

说明书

本发明属于电池技术领域，公开了一种高镍锂离子电池非水电解液及锂离子电池。本发明的高镍锂离子电池非水电解液包含非水有机溶剂、电解质和添加剂，其中，所述添加剂中包含结构式I所示锂盐添加剂，式I：；本发明的电解液中，结构式I所示锂盐添加剂在负极表面发生还原分解形成固体电解质界面膜，一方面防止负极材料脱嵌锂离子造成的结构裂痕，提高电池的循环寿命，另一方面以无机和有机组分兼有的SEI膜韧性和稳定性好，锂离子迁移率高，具有良好的高温性能。而且，该锂盐添加剂可在正极材料表面形成致密的CEI膜，阻止了电解液和电极之间的反应，尤其对抑制电极中的镍、锰等过渡金属离子的溶出有显著效果。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体是涉及一种高镍锂离子电池非水电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，被广泛的研究与应用。为了提高能量密度，可通过提高电池的工作电压和寻找能量密度高的正负极材料如高镍三元材料和硅碳材料实现，而为了进一步提高能量密度，高镍三元正极材料搭配硅碳负极成为必然选择。随着三元材料LiNi_1-x-y-zCo_xMn_yAl_zO₂(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤x+y+z≤1)中镍含量的增加，其克容量也逐渐增加。然而，一方面镍含量增多在充放电过程中易发生阳离子混排现象，正极中的过渡金属离子也会在反应中脱锂晶格进入电解液，催化电解液的氧化分解，损坏电极材料表面的钝化膜，从而影响其使用寿命；另一方面，高镍三元材料存在自身释氧情况，高温环境加速了电池内部金属离子、活泼氢对电池体系的破坏，极易引起电池气胀、热失控等问题。再者，高镍材料制备过程中对环境和工艺要求很高，电池体系中的微量水分难以去除，降低了电池的循环寿命，尤其是搭配容易发生体积膨胀的硅碳负极后，高低温性能和循环寿命很难兼顾。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供了一种高镍锂离子电池非水电解液，所述电解液丰富了SEI膜的组成，或去水除酸，修饰膜结构，改善电池的循环性能和库伦效率。

为达到本发明的目的，本发明的高镍锂离子电池非水电解液包含非水有机溶剂、电解质和添加剂，其中，所述添加剂中包含结构式I所示锂盐添加剂：

结构式I中，R₁选自碳原子数1～14的烷基、碳原子数6～12的芳烷基、碳原子数1～12的烷氧基、碳原子数2～7的链烯基、碳原子数3～8的炔基、碳原子数1～18的链状或环状酯基、碳原子数1～6的含有硫原子的有机基团、碳原子数为2～10的含有硅原子的有机基团、碳原子数为1～7的含有氰基的有机基团、碳原子数为2～12的含有磷原子的有机基团、碳原子数1～14的含有氟原子的有机基团。

优选地，所述结构式I所示添加剂为M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8中的一种或多种：

更优选地，所述结构式I所示添加剂在非水电解质溶液中的质量百分比为0.1％-10％，例如0.5％-5％。