[发明专利]锂离子电池电解液添加剂、非水电解液及含该电解液的锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池电解液添加剂、非水电解液及含该电解液的锂离子电池，所述电解液添加剂的结构式为其中R₁选自取代或未取代的C1‑C5烷基，取代基为卤素或三氟甲基；R₂选自取代或未取代的C1‑C5烷基、取代或未取代的C2‑C5的烯基、取代或未取代的C2‑C5的炔基、取代或未取代的硅基中的至少一种，其中，取代基为卤素或氰基或烯烃基或炔基。本发明在电解液中添加磺酰氟类添加剂，可以降低电池的阻抗，提高电池在高倍率下的性能和循环寿命，显著改善锂离子电池的快充和高低温性能，减少其它类型添加剂的联合使用，降低电解液和电池成本，表现出良好的实用性和经济价值。

技术领域

本发明涉及锂离子电池的电解液领域，具体涉及一种含磺酰氟的添加剂及含该添加剂的电解液。

背景技术

锂离子电池自商业化以来，由于其具有高的能量密度、优异的循环寿命和低的自放电率等优势被广泛地应用于人们日常的生产与生活中。同时，锂离子电池作为推动新能源产业发展的压舱石，是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础。特别地，这些特定领域的需求对锂离子电池的能量密度、循环寿命、宽温区适用性、快充能力以及安全性等各个方面提出了更高的要求。

电解液作为锂离子电池的“血液”系统，与正负极和隔膜之间都有接触，是正负极之间进行传输锂离子的重要媒介，并与电池的性能息息相关。特别地，锂离子电池的电化学性能与电极/电解液的界面性质是密切相关的，而通过电解液添加剂对电极的界面化学组分和性质进行修饰是简单且高效的手段。通过电解液添加剂的设计优化不但可以提高电池的循环寿命，而且还可以改善电池的高低温性能。

目前大多数的添加剂在电池中通常表现出高的阻抗，导致不能同时兼顾电池的快充和高低温性能。需要考虑的是，电池在充电过程中的产热量与电池的内阻相关。电池的内阻越高，电池在高倍率的快充过程中产生的热量也就越多，电池的使用安全性就会随之降低。因此要保证电池在尽可能安全的条件下进行快充，就必须使用低阻抗的添加剂以降低电池自身的阻抗，减少电池在快充过程中的产热量。此外，低的电池阻抗也有利于锂离子的快速传输，促使电池容量的发挥，改善电池在高倍率以及低温下的电化学性能，并能够提高电池的循环寿命。更为重要的是，具有多功能添加剂的开发使用可以减少其它功能添加的搭配使用，在兼顾性能的同时进一步降低电解液和电池的成本。

因此，基于上述考虑，有必要开发一种具有多功能的锂离子电池电解液添加剂及含该添加剂的电解液，该添加剂可以降低电池自身的阻抗，同时兼顾电池在快充、循环寿命和高低温环境下的性能，并能够降低电解液和电池的成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种锂离子电池电解液添加剂、非水电解液及含该电解液的锂离子电池，通过在电解液中添加磺酰氟类添加剂，可以降低电池的阻抗，提高电池在高倍率下的性能和循环寿命，显著改善锂离子电池的快充和高低温性能，同时减少其它类型添加剂的联合使用，降低电解液和电池成本，表现出良好的实用性和经济价值。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种锂离子电池电解液添加剂，其具有如式Ⅰ所示的结构式：

其中R₁选自取代或未取代的C1-C5烷基，取代基为卤素或三氟甲基；R₂选自取代或未取代的C1-C5烷基、取代或未取代的C2-C5的烯基、取代或未取代的C2-C5的炔基、取代或未取代的硅基中的至少一种，其中，取代基为卤素或氰基或烯烃基或炔基。

优选地，所述锂离子电池电解液添加剂可以选自如下化合物式A-式L中的至少一种：