[发明专利]一种电解液及包括该电解液的电池

说明书

本发明提供了一种电解液及包括该电解液的电池。本发明的电解液包括非水有机溶剂、第一添加剂、第二添加剂和锂盐；所述第一添加剂包括含氮杂环基羧酸酯类化合物；所述第二添加剂包括酸酐基噻吩类化合物。本发明的电解液利用第一添加剂同时在正、负极表面具有良好成膜性且阻抗低，第二添加剂在正极具有成膜性，两者相互配合能够在电极表面形成耐氧化性强、阻抗低的保护膜，达到改善电解液高安全和高低温性能；包括所述电解液的电池在具有高防过充安全性的同时还具有良好的高低温性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种电解液及包括该电解液的电池，具体涉及一种适用于高能量密度电池用电解液及包括该电解液的电池。

背景技术

近年来，锂离子电池在智能手机、平板电脑、智能穿戴、电动工具和电动汽车等领域得到了广泛的应用。随着锂离子电池的广泛应用，消费者对锂离子电池的使用环境、需求不断提高，这就要求锂离子电池能够具有高低温性能兼顾的特性。但是，锂离子电池在使用过程中存在安全隐患，当电池处于过充等一些滥用情况下容易发生严重的安全事故，起火甚至爆炸；或者如在北方气温较低的地域，锂离子电池存在充放电困难的问题，给消费者造成了极大的困扰。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，对电池的性能起到至关重要的影响。为了解决这些问题，通过向电解液中添加防过充添加剂(如联苯、环己基苯等)能够改善安全性能，但这些添加剂的使用会导致锂离子电池的电化学性能严重劣化，尤其是在高温循环和存储性能，高温条件下严重产气，存在安全隐患；低阻抗添加剂(如硫酸乙烯酯)能够降低阻抗，但是热稳定性差，造成运输和储存成本增加。因此迫切需要开发出一种兼顾高低温循环和安全性能的锂离子电池电解液。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的电解液利用第一添加剂同时在正、负极表面具有良好成膜性且阻抗低，第二添加剂在正极具有成膜性，两者相互配合能够在电极表面形成耐氧化性强、阻抗低的保护膜，达到改善电解液高安全和高低温性能；包括所述电解液的电池在具有高防过充安全性的同时还具有良好的高低温性能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种电解液，所述电解液包括非水有机溶剂、第一添加剂和第二添加剂；所述第一添加剂包括含氮杂环基羧酸酯类化合物；所述第二添加剂包括酸酐基噻吩类化合物。

根据本发明的实施方案，所述电解液还包括锂盐。

根据本发明的实施方案，所述含氮杂环基羧酸酯类化合物的结构如式A所示：

其中，R1选自亚烷基；R2选自取代或者不取代的含氮杂环基；当R2选自取代的含氮杂环基时，取代基选自烷基、卤素或烷氧基中的任意一种。

根据本发明的实施方案，R1选自C_1-6亚烷基，例如选自-CH(CH₃)-、-CH₂CH₂-、-CH(CH₃)CH₂-、-CH₂CH(CH₃)-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂CH(CH₃)CH₂-中的任意一种。

根据本发明的实施方案，R2选自取代或不取代的含氮的四元、五元、六元杂环基；当R2选自取代的杂环基时，取代基选自烷基、卤素或烷氧基中的任意一种。

示例性地，R2选自取代或不取代的含一个氮原子的四元、五元、六元杂环基，取代或不取代的含两个氮原子的五元、六元杂环基，取代或不取代的含三个氮原子的五元、六元杂环基，取代或不取代的含一个氮原子和一个氧原子的六元杂环基，取代或不取代的含一个氮原子和一个硫原子的六元杂环基；当选自取代的杂环基时，所述取代基例如为选自烷基、卤素或烷氧基中的任意一种。