[发明专利]一种适用高电压体系的锂离子电池电解液

说明书

一种适用高电压体系的锂离子电池电解液，属于锂离子电池技术领域，解决高电压体系电池的电解液在较高电压下被氧化分解，在高温条件下正极金属离子溶出导致电池容量衰减过快，循环寿命变差的技术问题。解决方案为：所述电解液由有机溶剂、电解质锂盐和功能添加剂组成；所述有机溶剂的重量占电解液总重量的60%~90%，所述电解质锂盐的重量占电解液总重量的10%~20%，所述功能添加剂的重量占电解液总重量的5%~20%，有机溶剂、电解质锂盐和功能添加剂的重量百分比之和为100%；功能添加剂为SEI成膜添加剂和正极保护添加剂。本发明的电解液通过溶剂、锂盐和添加剂的优化组合，满足高电压体系电池长循环性能同时兼顾高低温性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及的是一种适用高电压体系的锂离子电池电解液。

背景技术

目前，锂离子电池以其循环寿命长，能量密度高等有点广泛应用于电动汽车领域。随着电动汽车的发展，目前对动力离子电池的需求是：高比能、长循环、优异的高低温性能。通过提高电池工作电压可以达到提升电池能量密度的目的，因此高电压体系锂离子电池成为发展趋势。

近年来，LiNi_0.5Mn_1.5O₄、Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂、富锂材料等高电压材料得到了广泛的研究，有希望在锂离子电池中批量应用，这些正极材料都具有4.5V以上的高电压平台。目前商业化使用的电解液主要是碳酸酯类溶剂，他们在4.5V左右电压的开始氧化分解，导致电池容量衰减过快，循环性能变差。另外高电压材料普遍存在正极金属离子溶出的现象，尤其是电池在高温条件下，正极金属离子溶出更加严重，导致电池容量衰减加剧，循环性能和高温性能变差。

发明内容

本发明的发明的：为了克服现有技术的不足，解决高电压体系电池的电解液在较高电压下被氧化分解，在高温条件下正极金属离子溶出导致电池容量衰减过快，循环寿命变差的技术问题，本发明提供一种满足高电压体系锂离子电池长寿命同时兼顾高低温性能的电解液。

本发明的设计构思为：抑制电解液分解的关键在于选用合适的溶剂提高电解液的氧化分解电位。解决正极金属离子溶出的关键在于使用正极保护添加剂在正极表面形成稳定的保护膜，将正极与电解液分隔开。多种锂盐的混合使用，弥补了单一锂盐的功能缺陷，改善电池综合性能。电池高低温性能主要从溶剂的多元化和不同配比来优化。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种适用高电压体系的锂离子电池电解液，其特征在于：所述电解液由有机溶剂、电解质锂盐和功能添加剂组成；所述有机溶剂的重量占电解液总重量的60%~90%，所述电解质锂盐的重量占电解液总重量的10%~20%，所述功能添加剂的重量占电解液总重量的5%~20%，有机溶剂、电解质锂盐和功能添加剂的重量百分比之和为100%。

进一步地，所述有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂、羧酸类有机溶剂或者氟代有机溶剂。

进一步地，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或几种。

进一步地，所述羧酸类有机溶剂乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯中的一种或几种。

进一步地，所述氟代有机溶剂为氟甲基取代的碳酸乙烯酯、全氟丁基取代的碳酸乙烯酯、全氟己基取代的碳酸乙烯酯和全氟辛基取代的碳酸乙烯酯中的一种或几种。

进一步地，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂中的一种或几种。

进一步地，所述功能添加剂包括SEI成膜添加剂和正极保护添加剂，SEI成膜添加剂的重量为电解液总重量的3%~10%，正极保护添加剂的重量为电解液总重量的5%~10%。