[发明专利]一种高功率电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高功率电解液及含有该电解液的锂离子电池。本发明采用能量密度较高和功率性能较好的镍钴锰酸锂正极材料，同时使用了高锂离子迁移率的溶剂、添加剂组合和锂盐，提高电解液性能的功率性能。本发明的电解液添加剂能够在正负极表面性能强度较高的保护膜进而提高了电池的高温性能。同时使用了分解温度较高的锂盐，进而提高了锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高功率电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

资源短缺、能源危机与环境污染是目前人类生产面临的严峻挑战，寻找可再生、资源节约型的二次能源是人类社会可持续发展亟待解决的任务之一。锂离子电池作为一种绿色动力已经被广泛的使用于电动汽车领域。然而锂离子电池功率密度偏低是制约其作为汽车动力的一大因素。

目前解决上述问题的有效方法为：使用高低温兼顾的高功率电解液，但是当前高低温兼顾的高功率电解液是本领域的技术难题，因为目前电解液用的溶剂、添加剂和锂盐皆存在高低温不能兼顾、也不能提高电池功率密度等缺陷。另外，锂离子电池在高功率条件下使用时，电池温升可能会非常大，远高于电池的规定的使用温度，会带来极大的安全，容易起火爆炸，通过电解液添加剂组合能够极大的改善安全性能。

发明内容

本发明为了解决当前锂离子电池功率密度偏低、难以兼顾高低温性能等问题，提出了一个高低温性能兼顾的高功率电解液，同时提出了一种使用该电解液的高功率锂离子电池，所述锂离子电池的安全性能得到大大提高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种电解液，所述电解液包括导电锂盐、添加剂和溶剂；其中，所述添加剂包括二氟磷酸锂、硫酸乙烯酯和硼磷类草酸锂；所述溶剂包括3-甲氧基丙酸乙酯。

根据本发明，所述溶剂还包括环状碳酸酯、线性碳酸酯和线性羧酸酯中的至少一种。

其中，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种。

其中，所述线性碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。

其中，所述线性羧酸酯选自乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯和乙酸丙酯中的至少一种。

根据本发明，所述3-甲氧基丙酸乙酯的粘度比环状碳酸酯、线性碳酸酯和线性羧酸酯的粘度大，但其分子结构中的极性官能团数量较多，3-甲氧基丙酸乙酯作为电解液溶剂时，能够与电解液中锂离子形成如下结构式的溶剂化结构，该溶剂化结构能够跳跃式搬迁电解液的锂离子，因此能够快速提高电解液中锂离子的迁移速率，从而实现电解液在正负极之间快速搬移锂离子的目的，提高锂离子电池的功率密度。溶剂化结构作用机理如下：

根据本发明，所述3-甲氧基丙酸乙酯的加入量占电解液总质量的5％-50％，如5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％。

根据本发明，所述硼磷类草酸锂选自如下结构式所示化合物中的至少一种：

其中，R₁-R₈相同或不同，彼此独立地选自H、F、卤素取代的C_1-6烷基(如 CF₃)。

示例性地，所述硼磷类草酸锂选自如下结构式所示化合物中的至少一种：