[发明专利]一种高电压锂离子电池非水电解液及高电压锂离子电池

说明书

本发明公开了一种高电压锂离子电池非水电解液，包括电解质锂盐、非水有机溶剂和添加剂，按在高电压锂离子电池非水电解液中的质量百分含量，所述添加剂组成为：硫系化合物0.5～1.0％，正极保护添加剂0.5～3.0％，负极成膜添加剂0.1～8.0％。本发明还公开了一种高电压锂离子电池。本发明中的高电压锂离子电池非水电解液能够有效抑制金属离子的溶出，减少电解液的分解产气，提高电池在高电压下的循环性能，同时能够降低电池的阻抗，改善锂离子电池的低温性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是涉及一种高电压锂离子电池非水电解液及高电压锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其质量轻、体积小、能量密度高，循环寿命长、输出功率大和环境污染小等优势广泛应用于移动电话，照相机以及笔记本电脑等数码3C产品中。但是随着科学技术的发展，人们对锂离子电池具有更高的能量密度要求，而提高锂离子电池的工作电压是提高能量密度的有效手段之一。

但是随着锂离子电池电压的升高的同时，电解液的氧化分解反应加剧，产生大量的气体，使电池的内压增加，从而导致电池性能的衰减，此外，高电压锂离子电池还存在正极金属离子溶出的现象，溶出的金属离子不仅会催化电解液的进一步分解，还会破坏负极的SEI钝化层。尤其是在长时间的高温存储或高温循环的过程中，正极金属离子的溶出会更加严重，从而导致电池的性能迅速衰减。

为了抑制因正极金属离子溶出及电解液的分解导致的电池性能的衰减，可以在电解液中添加正负极成膜添加剂。现在锂离子电池领域添加的成膜添加剂主要是1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、碳酸亚乙烯酯(VC)等，但是上述添加剂在高温高压下形成的膜并不牢固，很容易破损。

如中国专利公开号CN107359368A公开了一种基于硫酸酯添加剂的锂电池电解液，包括溶剂A、锂盐B和硫酸酯添加剂C。该发明利用硫酸酯添加剂C参与锂金属负极表面SEI的形成，对电极表面的SEI膜进行修饰/改性，硫酸酯添加剂C包括硫酸乙烯酯、甲基亚硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯等化合物，具有较低的最低未占分子轨道能量，易得电子，更容易被还原，其分解产物富含Li₂S和Li₂O，从而在锂负极表面引入无机成分，通过调控SEI的成分，提高SEI的机械强度，从而增强SEI的稳定性，进而抑制锂枝晶的生长，以提高锂金属电池的使用寿命和循环性能。不足之处是上述添加剂在高温高压下形成的膜并不牢固，很容易破损。

发明内容

为了克服上述背景技术的不足，本发明提供了一种高电压锂离子电池非水电解液及高电压锂离子电池。本发明的电解液添加剂具有良好的正极成膜性能，可有效解决正极金属离子溶出的问题，改善高电压锂离子电池的常温循环性能、高温循环性能和高温储存性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高电压锂离子电池非水电解液，包括电解质锂盐、非水有机溶剂和添加剂，按在高电压锂离子电池非水电解液中的质量百分含量，所述添加剂组成为：

硫系化合物 0.5～1.0％

正极保护添加剂 0.5～3.0％

负极成膜添加剂 0.1～8.0％

作为本发明的优选实施方式，所述硫系化合物结构式如下式所示：

其中，R1、R2各自独立地选自烷基、烯基、炔基、含氟烷基。

所述硫系化合物更优选以下结构式所示化合物中的一种或多种：

作为本发明的优选实施方式，正极保护添加剂为己二腈(AN)、丁二腈(SN)、己烷三腈(HTCN)中的一种或多种。