[发明专利]一种锂离子电池电解液及含有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及含有该电解液的锂离子电池。为了解决现有锂离子电池电解液无法同时兼顾高电压条件下的循环性能和高温性能的问题，本发明提供一种锂离子电池电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂包括硅氮类化合物以及选择性地包括氮杂环‑三氟化硼配位化合物，本发明中使用的硅氮类化合物可以改善电解液在存储过程中HF的产生，可以提高电解液在高电压条件下的耐氧化性，而氮杂环‑三氟化硼配位化合物可以提高正极固体表面膜中LiF的溶解度，降低固体界面膜的阻抗，两者协同作用可以提升电池在高电压条件下的循环性能、高温性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种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

锂离子电池由于具有高容量、高能量密度和环境友好等优点在移动设备、电动汽车和储 能领域发展迅猛。锂离子电池又可以根据电解质的状态分为液态锂离子电池、固态锂离子电 池和固液混合即所谓的半固态锂离子电池，固态锂离子电池目前为止技术尚不完善，固态膜 较低的离子电导率和界面接触问题使固态锂离子电池存在循环效率低下、容量衰减严重等问 题，而在固态膜中加入少量的电解液虽然可以缓解上述问题，但仍然不能满足现当代生活的 需要，因此短期来看，液态锂离子电池仍然会占据主导地位。

液态电解质由非水有机溶剂、锂盐和添加剂构成，其中常用锂盐为六氟磷酸锂，其在电 解液中很不稳定，会与少量的水反应生成氢氟酸，一方面消耗了电解液中的有效锂离子，另 一方面HF会使正极中的过渡金属氧化物材料溶解在电解液中，破坏正极材料的结构，造成 电池容量衰减，且这一现象在高温状态下更为明显。提高电压成为获取高容量电池的一种重 要手段，但常规碳酸酯类电解液的氧化电位在4.5V左右，材料电压的进一步提高会造成电解 液的氧化分解，极大地影响电池的有效寿命；除更换电池材料、对材料改性包覆外，添加剂 作为一种简单有效方法被广泛应用在改善电解液稳定性和电池循环性能等方面，因为添加剂 在电池预充电过程中，可以在正、负极表面形成一层固体界面膜，阻止电极材料与电解液的 直接接触，避免电池中更多无效副反应的发生。但为了解决电池中面临的诸多问题，通常需 要多种添加剂之间协同作用，不仅带来较高的成本，而且电池的内阻也不容易控制，因此迫 切需要寻找一种多重兼顾的添加剂来解决上述电池中遇到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时兼顾高电压条件下的循环性能和高温性能的锂离子 电池电解液。

本发明的另一目的是提供一种高温性能优异的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种锂离子电池电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述的添加剂包括如式I 所示的硅氮类化合物，以及选择性地包括氮杂环-三氟化硼配位化合物

其中，式I中的Z为磺酰基或羰基；R1、R2、R3各自独立的选自卤素原子、卤素取代或未取代的芳基、卤素取代或未取代的含有1-4个碳原子的烷基或烯基中的任意一种；R4、R5、R6、R7各自独立地选自氢、卤素原子、硝基、氨基、卤素取代或未取代的含有1-4个碳 原子的烷基或烯基中的任意一种。