[发明专利]电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种电解液及锂离子电池。所述电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，所述第一添加剂选自式1所示的化合物中的一种或几种，所述第二添加剂选自式2所示的化合物中的一种或几种，所述第三添加剂选自式3所述的化合物中的一种或几种。所述锂离子电池具有较好的高倍率循环性能和高温存储性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有比能量高、循环寿命长、自放电少、安全性能好等特点而备受关注，目前锂离子电池的应用已经深入到日常生活的方方面面，例如相机、笔记本电脑、电动汽车等，用户除了对锂离子电池的能量密度要求越来越高以外，对锂离子电池快充能力的需求也越来越迫切。

近来采用高镍三元材料替代传统锂钴材料来提高锂离子电池的能量密度已经在业界得到了广泛的应用。但是由于高镍三元材料中镍的含量较高，正极活性材料的结构稳定性降低，循环、存储过程中正极与电解液之间的界面不稳定，从而导致电解液在正极发生持续的氧化分解，消耗活性锂的同时还会恶化锂离子电池的电性能。另外，正极活性材料不稳定的结构还会使得其中的过渡金属离子在充电过程中容易溶出，不仅会进一步破坏正极活性材料的结构，而且溶出的过渡金属离子还会在负极发生还原反应，消耗电子的同时还会使锂离子电池的充电容量降低，且还原后得到的金属原子沉积在负极表面，还会破坏负极表面的SEI膜，从而会进一步恶化锂离子电池的电性能。

授权公告日为2016年4月27日的中国专利申请CN102709588B公开了二氟草酸硼酸锂和丁二腈的添加剂组合可以改善高镍三元材料体系的循环性能和高温存储性能。但是二氟草酸硼酸锂在高温下易发生氧化反应，因此当二氟草酸硼酸锂的用量较高时会明显恶化电池的高温存储容量保持率和高温循环性能。另外，丁二腈虽然可以有效缓解正极活性材料中过渡金属离子的溶出，但是其在负极易被还原，因此会恶化负极界面；同时丁二腈的用量较高时会增大电解液的黏度，进而恶化电池的动力学性能。

申请日为2016年11月17日的中国专利申请CN106252639A公开了一种兼顾高低温性能的高容量锂离子电池电解液，该电解液中的添加剂含有氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯和二氟草酸磷酸锂，其中氟代碳酸乙烯酯在电解液总重量中的含量为3％～15％。氟代碳酸乙烯酯是一种较好的负极成膜添加剂，成膜阻抗比较低，但是该添加剂易被氧化产生氟化氢，氟化氢不仅会破坏电解液的成分，而且会破坏正极结构，尤其在用量超过3％时，这种破坏效果尤为突出。1,3-丙磺酸内酯虽然在高镍三元材料体系中抑制高温产气性能较为突出，但是其会显著增大循环过程中的正负极界面的阻抗，进而恶化锂离子电池的循环性能。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电解液及锂离子电池，所述锂离子电池具有较好的高倍率循环性能和高温存储性能。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种电解液，其包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂以及第三添加剂，所述第一添加剂选自式1所示的化合物中的一种或几种，所述第二添加剂选自式2所示的化合物中的一种或几种，所述第三添加剂选自式3所述的化合物中的一种或几种。在式1中，R₁选自自H、卤素原子、碳原子数为1～12的烷基或卤代烷基、碳原子数为2～10的的烯基或卤代烯基中的一种，在式2中，n为0～3内的整数，R₂选自H原子、碳原子数为1～6的烷基或卤代烷基中的一种，在式3中，A⁺为金属离子，R₃、R₄各自独立地选自卤素原子、碳原子数为1～12的卤代烷基、碳原子数为1～12的卤代烷氧基中的一种。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括本发明第一方面的电解液。

本发明至少包括如下的益效果：