[发明专利]一种电解液及锂离子电池

说明书

本发明涉及一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，按所述的电解液的总质量为100％计，所述的添加剂包括0.1％～10％的碳酸亚乙烯酯、0.1％～5％的氟代碳酸乙烯酯、0.1％～5％的硼酸锂盐、0.1％～5％的酰亚胺锂盐、0.1％～5％的二氟磷酸锂、0.1％～2％的含硫化合物以及50ppm～2000ppm的六甲基二硅氮烷。本发明通过碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硼酸锂盐、酰亚胺锂盐、二氟磷酸锂、含硫化合物以及六甲基二硅氮烷等添加剂的联合使用，在正负极上形成更稳定的膜，从而可以抑制高电压下电解液与三元材料的副反应；同时可以解决厚电极带来的循环差以及锂枝晶等问题。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

为满足电动自行车和电动汽车等大型设备要求，锂离子电池需要具有高的能量密度和低的成本；从材料的角度考虑，需要选择高电压正极材料或者高克容量材料；从设计的角度考虑，需要增加活性物质的含量，提高电极极片的厚度。

但是在高电压下，Ni元素会加速常规电解液的分解，电解液在高温下会腐蚀正极，导致金属离子溶出，同时高电压下正极活性物质容易被还原而溶出；极片加厚增加底层活性物质与电解液的接触距离，延长锂离子的迁移距离，电解液的浸润性和吸收困难，进而导致电池内阻大，极化严重，容量发挥不正常，倍率性能差，低温析锂和常温下循环性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够改善高电压下常温循环性能和低温锂枝晶的电解液及锂离子电池。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一个目的是提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，按所述的电解液的总质量为100％计，所述的添加剂包括0.1％～10％的碳酸亚乙烯酯、0.1％～5％的氟代碳酸乙烯酯、0.1％～5％的硼酸锂盐、0.1％～5％的酰亚胺锂盐、0.1％～5％的二氟磷酸锂、0.1％～2％的含硫化合物以及50ppm～2000ppm的六甲基二硅氮烷。

优选地，所述的硼酸锂盐为四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的一种或者两种以上。

优选地，所述的酰亚胺锂盐为三氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或者两种。

优选地，所述的含硫化合物为硫酸丙烯酯，或者为硫酸丙烯酯与1,3-丙烷磺内酯、1,3-(1-丙烯)磺内酯、乙烯基亚硫酸乙烯酯和甲烷二磺酸亚甲酯中的一种或者两种以上的组合。

进一步优选地，所述的含硫化合物为硫酸丙烯酯和甲烷二磺酸亚甲酯。

进一步优选地，所述的硫酸丙烯酯和所述的甲烷二磺酸亚甲酯为1:1～2。

优选地，所述的添加剂包括0.1～1％的碳酸亚乙烯酯、0.5％～1.5％的氟代碳酸乙烯酯、0.5％～1.5％的硼酸锂盐、0.5％～2.5％的酰亚胺锂盐、0.1％～1％的二氟磷酸锂、0.5％～1.5％的含硫化合物以及100ppm～1000ppm的六甲基二硅氮烷。

优选地，所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的一种或两种以上。

进一步优选地，所述的有机溶剂为体积比为1:0.9～1.1:0.9～1.1的碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合溶剂。

优选地，所述的锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂中的一种或两种以上。

优选地，所述的锂盐的浓度为0.5～1.5mol/L。

本发明的第二个方面是提供一种锂离子电池，包括正极、负极、设置在所述的正极和所述的负极之间的隔膜、以及电解液，其特征在于：所述的电解液为上述电解液。

优选地，所述的锂离子电池的充电截止电压4.2V且≤4.5V。