[发明专利]一种高电压锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明涉及电解液领域，本发明提供了一种高电压锂离子电池及电解液，所述电解液中包括非水溶剂、锂盐和添加剂，添加剂包括1,4‑苯二(三甲基硅烷)硼酸酯。通过在电解液中加入1,4‑苯二(三甲基硅烷)硼酸酯显著地提高了电池的高温循环和高温存储性能。

技术领域：

本发明涉及电解液领域，具体涉及一种高电压锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术：

在2030年前，中国力争碳排放总量要达到峰值，并且在2060年实现碳中和。在这一背景下，中国加大了推到电动汽车的普及，以减少传统燃油车的二氧化碳气体的排放。锂电池是电动汽车的核心部件，电池续航里程是电动车选购的重要参考。提高锂电池的能量密度可使电动车获得更好的续航里程。

提高能量密度的方法有：1、开发和使用更高容量的正负极材料；2、提升电池电压。随着电池电压的进一步的提升，电解液更容易在发生氧化分解，使得电池容量损失和电池严重产气。在高电压的电池环境中，过渡金属离子更容易溶出。过渡金属离子具有很强的催化活性，使得电解液更容易氧化分解，电解液性能减弱。

硼酸酯类添加剂被广泛应用于电解液中，根据专利CN201810344764，其公开的硼酸酯类添加剂可以抑制电池产生，同时可以延长循环寿命。然而随着电池电压升高到4.45V或更高时，现有技术显然难以满足高电压高温储存和高温循环性能，因此有必要提供一种更有效的高电压添加剂以满足电池电压进一步提升的需求。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明提供一种高电压锂离子电池电解液和使用该电解液的锂离子电池，该锂离子电池在高电压条件下具有优异的高温存储和循环性能。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、锂盐、第一添加剂、第二添加剂，所述第一添加剂为1,4-苯二(三甲基硅烷)硼酸酯，具有结构式1所示结构：

所述第二添加剂为氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯中的至少一种。

在上述的锂离子电池电解液中，所述1,4-苯二(三甲基硅烷)硼酸酯在锂离子电池电解液中所占的重量比例为0.5％～5％。

在上述的锂离子电池电解液中，所述第二添加剂在锂离子电池电解液中所占的重量比例为0.1％～10％。

优选地，第二添加剂在锂离子电池电解液中所占的重量比例为0.5％～7％。

在上述的锂离子电池电解液中，所述非水溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸乙酯、碳酸甲丙酯、卤代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、γ-丁内酯和γ-戊内酯中的两种及以上。

作为本发明的优选，非水溶剂在锂离子电池电解液中所占的重量比例一般可为75％～90％。

在上述的锂离子电池电解液中，所述锂盐为六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂中的至少一种。

作为本发明的优选，锂盐在锂离子电池电解液中所占的重量比例一般可为12％～16％。

同时，本发明还公开了一种锂离子电池，包括正极、负极以及置于正负极之间的隔膜，还包括如上任意一项所述的锂离子电池电解液。

在上述的锂离子电池中，所述负极为石墨；所述正极为LiNi_xCo_yMn_zO₂，其中x+y+z＝1。

在上述的锂离子电池中，所述的锂离子电池充电截止电压≥4.4V。