[发明专利]电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种电解液及锂离子电池，其中电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括结构式1或结构式2所示的化合物A：其中R₁～R₇各自独立地选自氢原子、羰基、卤素原子、酯基、烷基、环烷基、氰基取代烷基。该化合物A容易在电极/电解液界面处被还原成较为坚韧的界面膜(SEI膜)，同时化合物A通过‑C＝C‑双键聚合在电极/电解液界面处被还原成的界面膜还具有较优的结构稳定性，而且化合物A中引入了N和C＝O可改善界面膜孔洞的稳定性，因此，本发明的电解液能够使得锂离子电池于4.4V高电压下具有较好的高温存储和循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3C数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域。镍钴锰三元正极材料(NCM材料)由于安全性好以及价格低廉，成为锂离子电池的正极活性材料的首选材料，但随着更高电压体系的锂离子电池发展与普及，对锂离子电池的电性能要求越来越高。

目前常通过提高充电截止电压以提高三元锂离子电池的能量密度，但在4.4V高电压体系下，高镍三元正极材料面临高温存储差、循环性能差重的问题，这是因为NCM材料中Ni含量高于等于0.6时，NCM材料在高电压下会发生H2-H3相的转变，从而引起正极材料的晶胞体积剧烈收缩，在颗粒内部积累大量的应力导致颗粒内部产生裂纹，裂纹极大破坏了材料结构的完整性，这很容易引起材料表面SEI膜的破裂从而形成孔洞，SEI孔洞在循环过程中容易坍塌进而导致高温循环性能和常温循环性能较差；同时常规电解液会在三元正极材料表面发生氧化分解副反应，特别在高温条件下，会加速电解液的氧化分解，电解液副反应加剧，这也导致高温性能差。

因此，亟需一种电解液及锂离子电池，以解决现有技术问题的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解液，该电解液能够使得锂离子电池于4.4V高电压下具有较好的高温存储性能和循环性能。

本发明的另一目的是提供一种锂离子电池，该锂离子电池于4.4V高电压下具有较好的高温存储性能和循环性能。

为实现以上目的，本发明提供了一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，添加剂包括结构式1或结构式2所示的化合物A：

其中R₁～R₇各自独立地选自氢原子、羰基、卤素原子、酯基、烷基、环烷基、氰基取代烷基。

与现有技术相比，本发明的电解液包括结构式1或结构式2所示的化合物A，该化合物A容易在电极/电解液界面处被还原成较为坚韧的界面膜(SEI膜)，缓解材料裂纹应力对电极/电解液界面的破坏，从而改善循环性能和高温存储性能；同时由于-C＝C-的热稳定及耐高电压性能较好，因此化合物A通过-C＝C-双键聚合在电极/电解液界面处被还原成的界面膜还具有较优的结构稳定性，使得界面膜在高温和高电压下隔绝电解液和电极的直接接触，抑制电解液的分解，从而改善高温性能；同时化合物A中引入了N和C＝O，这可以改善界面膜孔洞的稳定性，避免SEI孔洞在循环过程中发生坍塌，进而改善循环性能。因此，本发明的电解液能够使得锂离子电池于4.4V高电压下具有较好的高温存储和循环性能。

具体地，烷基优选地为C1～C6烷基；环烷基优选为环丙烷基；氰基取代烷基优选为氰基取代C1～C6烷基。

较佳地，本发明的化合物A选自化合物1～化合物9中的任一种：

较佳地，本发明的添加剂的质量占锂盐和有机溶剂质量之和的0.1～5％；具体可为但不限于0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1.2％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％。