[发明专利]锂二次电池电解液、锂二次电芯、锂二次电池包及其应用

说明书

本发明公开了一种锂二次电池包、锂二次电芯及其电解液，所述电解液包括添加剂S，所述添加剂S的结构式Ⅰ为：其中，R₁选自C₁～C₆的饱和烃基或不饱和烃基或含氟烃基；R₂选自C₁～C₃的饱和烃基或不饱和烃基；R₃、R₄、R₅独立地选自氟原子或C₁～C₆的饱和烃基或不饱和烃基或含氟烃基。添加剂S可以在电池正负极形成稳定且较薄的SEI膜，提高正负极界面的热稳定性，抑制电池界面阻抗的增长，从而同时提高锂二次电芯的循环性能和高低温性能。

技术领域

本发明涉及储能领域，尤其涉及一种锂二次电池电解液、锂二次电芯、锂二次电池包及其应用。

背景技术

锂二次电池因具有能量密度高、循环寿命长等优点而被广泛应用。锂二次电池最初用在数码3C产品中，主要关注锂二次电池的循环寿命要求，但随着锂二次电池被应用到新能源汽车上，不单只关注锂二次电池的循环寿命，还要关注锂二次电池的高温循环、高温储存、低温放电等综合性能需求。而电解液作为锂二次电池的重要组成部分，对电池的综合性能有着重要的影响。添加剂是电解液的重要组成部分，合适的添加剂能显著提高电池的循环性能、高低温性能、安全性能等。

申请人宇部兴产株式会社于2008年申请了一项发明专利，专利申请号为CN200880006711.2，其公开了一种烷基磺酸二叔丁基苯基酯化合物、烷基磺酸叔丁基苯基酯化合物、芳基磺酸二叔丁基苯基酯化合物及芳基磺酸叔丁基苯基酯化合物，以及使用上述化合物得到的具有优异的循环特性等电池特性的锂二次电池用非水电解液、及锂二次电池。该发明涉及一种锂二次电池用非水电解液、及锂二次电池以及化合物，所述锂二次电池用非水电解液的特征在于，在电解质盐溶解于非水溶剂所得的非水电解液中，含有0.01wt％～10wt％的烷基磺酸二叔丁基苯基酯化合物、烷基磺酸叔丁基苯基酯化合物或芳基磺酸二叔丁基苯基酯化合物、芳基磺酸叔丁基苯基酯化合物。该方案主要公开了基于苯磺酸且取代基为烷基的情况，其主要用于解决传统方案循环性能差和高温产气问题。

该专利方案通过加入烷基磺酸二叔丁基苯基酯类化合物作为电解液添加剂改善锂二次电池的循环性能和高温产气问题，但其方案并没有解决锂二次电池的高低温兼顾问题，其中烷基磺酸酯化合物形成的SEI膜没有降低界面阻抗特性，对锂二次电池低温下的充放电存在析锂风险，如今数码3C和动力电池对锂二次电池高低温下的使用需求尤为迫切重要，因此需要新的电解液及锂二次电池解决方案。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种锂二次电池电解液，该电解液可提高锂二次电芯的循环性能和高低温性能。

本发明的第二目的在于提供一种锂二次电芯，该锂二次电芯的循环性能和高低温性能提高了。

本发明的第三目的在于提供一种锂二次电池包，该锂二次电池包包括循环性能和高低温性能优良的锂二次电芯。

本发明的第四目的在于将锂离子二次电池包应用于数码3C、汽车、摩托车或自行车上，该锂二次电池包包括循环性能和高低温性能优良的锂二次电芯。

为实现上述目的，本发明提供了一种锂二次电池电解液，所述电解液包括添加剂S，所述添加剂S的结构式Ⅰ为：

其中，R₁选自C₁～C₆的饱和烃基或不饱和烃基或含氟烃基；R₂选自C₁～C₃的饱和烃基或不饱和烃基；R₃、R₄、R₅独立地选自氟原子或C₁～C₆的饱和烃基或不饱和烃基或含氟烃基。