[发明专利]一种锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池，该锂离子电池电解液包括锂盐、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括具有式Ⅰ结构的噻吩磷酸酯类化合物添加剂A、具有式Ⅱ结构的多酚类化合物添加剂B和负极成膜添加剂C。相比于现有技术，本发明提供的兼顾阻燃特性和电化学性能的锂离子电池电解液，通过噻吩磷酸酯类化合物添加剂、多酚类化合物添加剂、负极成膜添加剂和锂盐型添加剂的协同作用，电解液在电极表面成膜性能优良，使得锂离子电池具有良好的电化学性能和安全性能，从而解决现有技术电池阻燃性能和电化学性能无法兼顾的问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池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、自放电率低、无记忆效应且对环境友好等特点，在3C数码产品、电动汽车、航空航天、储能等有着广泛的应用。然而，安全性能是锂离子电池大规模应用首要面临的关键性问题。近年来关于锂离子电池燃烧甚至爆炸的报道屡见不鲜，锂离子电池的安全性问题引起人们的广泛关注。

目前锂离子电池电解液广泛以碳酸酯类的有机溶剂为主，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，这些溶剂存在闪点较低和易燃等缺点，使得电解液在过充或过热等极端环境条件下很容易发生热失控甚至起火爆炸。

在电解液中添加阻燃性添加剂是解决锂离子电池安全性的重要措施之一。但目前专利或文献报道的电解液阻燃剂虽然具有良好的阻燃效果，但大多具有高粘度和高凝固点等缺点，对电解液的电化学性能造成较大的负面影响。有鉴于此，确有必要提供一种高效阻燃且电化学性能兼容的锂离子电池电解液添加剂及其电解液，从而解决现有技术电池阻燃性能和电化学性能无法兼顾的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，本发明结合不同组分的电解液添加剂的优点，提供一种兼顾阻燃特性和电化学性能的锂离子电池电解液，该电解液不仅可有效改善锂离子电池的循环性能、低温放电和高温存储等电化学性能，而且具有良好的热稳定性和耐燃烧性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括具有式Ⅰ结构的噻吩磷酸酯类化合物添加剂A、具有式Ⅱ结构的多酚类化合物添加剂B和负极成膜添加剂C；

其中，R₁，R₂分别独立地选自氢原子、氟原子、卤素原子、烷基、烯烃基、烷氧基、磺酰基和芳香基中的任意一种；M为O和CH₂中的任意一种；R₃，R₄分别独立地选自烷基及其取代物、芳基及其取代物中的任意一种；

其中，X₁，X₂，X₃分别独立地选自氢原子、氟原子、羟基、烷氧基、酚基及其取代物、烷基及其取代物和芳香基及其取代物中的任意一种，X₄，X₅，X₆分别独立地选自氢原子、氟原子、羟基和烷基及其取代物中的任意一种，且X₄，X₅，X₆至少有一个被羟基取代。

在根据本发明的一些实施例中，所述添加剂A包括选自以下结构式的化合物中的至少一种：

在根据本发明的一些实施例中，所述添加剂B包括选自以下结构式的化合物中的至少一种：

在根据本发明的一些实施例中，所述添加剂A的含量占电解液总质量的0.01～2.0wt％；所述添加剂B的含量占电解液总质量的0.1～5.0wt％；所述添加剂C的含量占电解液总质量的0.5～10.0wt％。