[发明专利]一种三元高电压锂离子电池电解液

说明书

本发明提供了一种三元高电压锂离子电池电解液，该电解液包括双(三烷基硅基)二酸酯类化合物；其中，R₁为碳原子数为1‑4的烷基，R₂为碳原子数为1‑20的烷基；其中，R₃为氢原子、卤素或碳原子数为1‑4的烷基中的一种，R₄为氢原子、卤素或碳原子数为1‑4的烷基中的一种。本发明所述的三元高电压锂离子电池电解液采用添加剂在正极表面形成稳定界面膜，具有良好的成膜特性，能够有效抑制电解液在正极材料表面的氧化分解，并减少材料颗粒的粉化和破碎，保证正、负极在高电压下的界面稳定性，该电解液可提高三元高电压锂离子动力电池的长期循环性能和高温存储性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种三元高电压锂离子电池电解液。

背景技术

新能源汽车的快速发展，以及其续航里程要求的不断提高，对高能量密度动力锂离子电池的需求不断扩大。

实现高能量密度的方法主要有两种方式：一种是选择高容量的高镍三元材料，另一种是采用高电压三元材料。但是不管是高镍还是高电压三元材料，随着充电的进行，稳定性变差，氧化性增强，一方面氧化电解液，另一方面正极材料中的金属离子溶出后在负极还原，破坏负极SEI膜结构，增大电池内阻，劣化电池的循环、存储等电化学性能。

电解液是提升电池综合性能的关键因素，特别是电解液中的添加剂对改善电池各项性能起到关键作用。因此保证高能量密度三元锂离子动力电池的性能，电解液的匹配是关键。当前锂离子电池电解液多采用传统的成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯(VC)或氟代碳酸乙烯酯(FEC)，但VC的耐氧化性较差，而FEC虽然抗氧化但高温下容易分解产生氢氟酸(HF)，会进一步加剧三元正极材料中的金属离子溶出，劣化电池性能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种三元高电压锂离子电池电解液，所采用添加剂具有良好的成膜特性，保证正、负极在高电压下的界面稳定性，该电解液可提高三元高电压锂离子动力电池的长期循环性能和高温存储性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种三元高电压锂离子电池电解液，该电解液包括双(三烷基硅基)二酸酯类化合物，双(三烷基硅基)二酸酯类化合物的结构式如下：

其中，R₁为碳原子数为1-4的烷基，R₂为碳原子数为1-20的烷基；

所述的R₂的结构式如下：

其中，R₃为氢原子、卤素或碳原子数为1-4的烷基中的一种，R₄为氢原子、卤素或碳原子数为1-4的烷基中的一种。

进一步，所述的双(三烷基硅基)二酸酯类化合物为双(三甲基硅基)丙二酸酯、双(三甲基硅基)丁二酸酯、双(三甲基硅基)戊二酸酯、双(三甲基硅基)2-二氟丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-二甲基丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-二乙基丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-二丙基丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-二丁基丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-甲基-2-氟丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-乙基-2-氟丙二酸酯、双(三甲基硅基)2-丙基-2-氟丙二酸酯或双(三甲基硅基)2-丁基-2-氟丙二酸酯化合物中的至少一种。

进一步，所述的双(三烷基硅基)二酸酯类化合物的质量为电解液总重量的0.1-10％；优选的，所述的双(三烷基硅基)二酸酯类化合物的质量为电解液总重量的0.1-3％。

进一步，所述的电解液中还包括锂盐，所述的锂盐的质量为电解液总重量的10-20％；所述的锂盐为六氟磷酸锂。