[发明专利]一种电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种电解液，所述电解液包括邻苯二甲酰亚胺和碳酸亚乙烯酯。本发明将邻苯二甲酰亚胺和碳酸亚乙烯酯复配进行使用，邻苯二甲酰亚胺和碳酸亚乙烯酯组合物在电极表面形成稳定的固态电解质钝化膜(SEI)，该SEI膜具有锂离子快速通道，降低内阻，能够有效的改善电池循环性能。本发明提供的邻苯二甲酰亚胺和碳酸亚乙烯酯均为常见的工业化工品，使用这种廉价原料复配，去开发长寿命电池体系用电解液，更加适于规模化生产和商业，也达到了现在储能电池研究工作所面临的一个关键性挑战。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点，已成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象。随着国家和地方各级政府给予大力支持，各种扶持政策和配套政策层出不穷，为新能源行业的发展提供了良好的环境和机会。近年来，全球新能源产业迎来爆发性地增长。据前瞻产业研究院《中国储能行业市场前瞻与投资预测分析报告》预计，2016～2020年我国储能行业投资建设规模在1500～2400亿元之间。

锂电池电解液是电池中离子传输的载体。一般由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。随着锂离子电池在应用领域不断的开展，高安全、长寿命的电池才是储能系统的基础。而在诸多研究方向中，由于电池首次充电过程中，电解液负极表面生成一层钝化膜，称为固体电解质界面膜(SEI)，其性质在很大程度上决定电池的电化学性能。所以通过调整电解液配方来改善电池循环性能以其综合开发成本低的优势，逐渐成为高安全、长寿命电池开发的主要方向之一。

目前，在改善电池循环性能方面，最成功、最常用电解液配方调整是在电解液配方中添加少量成膜添加剂。例如，碳酸亚乙烯酯(VC)，由于碳酸亚乙烯酯(VC)最容易发生双电子还原反应，能够促使形成SEI膜，所以碳酸亚乙烯酯逐渐成为目前商品化锂离子电池电解液中广泛应用的一种成膜添加剂。但是在锂离子电池中添加VC，存在增加电池内阻的缺点，从而造成电池电化学下降的问题。

因此，如何找到一种更为适宜的锂离子电池电解液配方，来改善电池循环性能，解决上述问题，特别是能够满足广泛应用的商用要求，已成为诸多一线研究人员和研发型企业亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电解液及锂离子电池，尤其是一种用于锂离子电池的电解液，本发明提供的有机系电解液，能够有效的改善电池循环性能，降低内阻，而且组合物简单、易得，适合大规模生产，具有规模化商用的广阔前景。

本发明提供了一种电解液，所述电解液包括邻苯二甲酰亚胺和碳酸亚乙烯酯。

优选的，所述邻苯二甲酰亚胺在所述电解液中的质量含量为0.1％～5％；

所述碳酸亚乙烯酯在所述电解液中的质量含量为0.1％～2％。

优选的，所述邻苯二甲酰亚胺和所述碳酸亚乙烯酯的质量比为(1～10)：1。

优选的，所述电解液还包括锂盐。

优选的，所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂和三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的一种或多种；