[发明专利]一种锂离子电池的电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池的电解液和锂离子电池。为了解决锂离子电池的电解液及锂离子电池高温循环性能及高温搁置性能不好的问题，本发明采用一种锂离子电池的电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括耐高温型添加剂，所述耐高温型添加剂为含乙烯基的丙二酸硼酸锂盐衍生物。本发明的锂离子电池电解液具有优异的耐高温性能，使用其制备的锂离子电池不仅常温循环性能好，而且高温下也具备良好的循环性能以及搁置性能，因此使用寿命长，储存性能优，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池的电解液及锂离子电池。

背景技术

新能源技术的不断革新为可持续的经济发展提供了强有力的动力，其中锂离子电池因能量密度高、循环性能好、安全可靠性高以及环境适应性强等优点，成为了新能源技术的代表，被广泛应用到各种移动工具、汽车、设备驱动及储能等领域。

近年来，虽然工业现代化进程不断加速，但温室气体总体排放量依然可观，这种现象造成的直接后果就是全球年平均气温持续走高，我国夏季最高气温达到38℃以上，地面温度甚至可以超过40℃；随着新能源汽车销量的不断攀升，全国各地陆续出现新能源汽车自燃事故，而自燃的主要原因在于锂离子电池的耐高温性能不佳，给大众的生命财产安全造成极大的影响；因此环境温度的逐渐恶化给锂离子电池的应用带来严峻的挑战。

影响电池的高温性能的重要因素之一就是电解液。高温下电池中正极一侧发生金属离子溶出和释氧现象，造成电解液的氧化还原分解反应产生大量的气体，极大的影响了电池的安全性能，加入耐高温型添加剂可以改善电池高温性能，如草酸硼酸锂等，由于其具有较高的还原电位，与电解液先后在负极发生还原反应，可以形成较为致密且有一定机械强度的SEI膜，因此可以一定程度的提高电池的高温性能，但一方面其形成的SEI膜中有机成分较少，无法使此SEI膜获得良好的延伸性，所以在由反复的充放电引起的SEI膜膨胀收缩过程中，SEI膜容易发生破裂，引起电解液的持续分解，另一方面其形成的SEI膜膜阻抗较大，引起循环效率的逐渐降低。

专利CN110010969A公开了一种高电压宽温锂离子电池电解液，通过在溶剂中加入复合锂盐(LiPF₆和二氟丙二酸硼酸锂的烷基衍生物)和其他添加剂，可以改善锂离子电池电解液在宽温(-30℃-60℃)下的电化学性能，但该专利只公开45℃条件下电池的循环性能，并没有公开45℃以上电池的循环性能，且没有对电池的搁置性能进行研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高温性能良好的锂离子电池电解液，以提高锂离子电池在高温下的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一方面提供了一种锂离子电池的电解液，包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括耐高温型添加剂，所述耐高温型添加剂为含乙烯基的丙二酸硼酸锂盐衍生物，所述含乙烯基的丙二酸硼酸锂衍生物结构如通式A和/或B所示。

其中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅独立地选自H、卤素原子、未被取代或氟原子取代的碳原子数为1～3的烷基、碳原子数为1～3的烷氧基、或氰基。

优选地，所述耐高温型添加剂为双(乙烯基丙二酸)硼酸锂(LiBMB-A)和/或2-乙烯基丙二酸二氟硼酸锂(LiBMB-B)，其结构式分别如下所示：

进一步优选地，所述耐高温型的添加剂的投料质量占所述电解液总质量的0.1～8％。

本发明中，优选双(乙烯基丙二酸)硼酸锂(LiBMB-A)和2-乙烯基丙二酸二氟硼酸锂(LiBMB-B)联用。