[发明专利]电解液及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种电解液及锂离子电池。该电解液包括有机溶剂、LiPFsubgt;6/subgt;以及添加剂，添加剂包括具有下列式I所示的邻亚苯基卤膦酸类化合物，其中，R选自H、Csubgt;1/subgt;～Csubgt;8/subgt;的烷基取代基中的任意一种，X为卤素。本申请电解液中的邻亚苯基卤膦酸类化合物中含有磷酸酯基团为环状结构，该类型化合物在高电压下稳定，可以改善电池高温寿命，同时该层保护膜具有较低的阻抗。且包含磷酸酯基团的环状结构与苯环存在共轭关系，从而在高温或过充等滥用条件下，可进一步地提高电池安全性。并且，由于邻亚苯基卤膦酸类化合物在电解液中具有较高的溶解度，从而提高了电解液与正负极的兼容性，进而提高了电解液的电池性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

近年来，随着新能源技术的发展，车用的锂离子动力电池对锂离子二次电池的性能提出了更高的要求。为了满足电动汽车长续航里程、宽温度范围环境，需要开发具有更高的能量密度、更优异的高温循环、存储性能的锂离子二次电池，以满足车用动力电池10年以上的寿命要求。然而，高能量密度的锂离子二次电池通常使用镍含量较高的过渡金属氧化物(如镍钴锰酸锂)，同时电压较高(比如最高工作电压达到4.2～4.4V)，这些材料在高温下容易发生界面劣化、颗粒破碎、氧化电解液导致高温下寿命迅速衰减，因而有必要开发高温下能够稳定正极界面的电解液添加剂。

目前虽然有一些包括磷酸酯结构添加剂电解液的报道，用于改善电池寿命特性，然而，这些添加剂要么存在电解液中溶解度低，要么存在阻抗大，要么存在对寿命改善效果不充分的缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电解液及锂离子电池，以解决现有技术中锂离子电池在高温下存在寿命短的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电解液，该电解液包括有机溶剂、LiPF₆以及添加剂，添加剂包括具有下列式I所示的邻亚苯基卤膦酸类化合物，

其中，R选自H、C₁～C₈的烷基取代基中的任意一种，X为卤素。

进一步地，上述邻亚苯基卤膦酸类化合物的质量为有机溶剂总质量的0.01～3％，优选为0.1～1％。

进一步地，上述R选自H、C₁～C₄的烷基取代基中的任意一种，优选R选自H、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基中的任意一种。

进一步地，上述X为F或Cl，优选邻亚苯基卤膦酸类化合物的选自中的任意一种或多种。

进一步地，上述添加剂还包括具有碳碳双键的添加剂，具有碳碳双键的添加剂的质量为有机溶剂质量的0.01～3％，优选为0.1～2％，进一步地，优选具有碳碳双键的添加剂选自碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯中的任意一种或几种。

进一步地，上述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状酸酯，环状碳酸酯和链状酸酯的体积比为15～40:60～85，优选环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯中的一种或几种；优选链状酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的一种或几种。

进一步地，上述LiPF₆的质量为电解液质量的10～20％。