[发明专利]一种锂离子电池电解液和锂离子电池

说明书

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和锂离子电池。所述锂离子电池电解液，在电解液中添加特定结构的硼酸锂化合物，所述硼酸锂化合物中含硫氧双键基团或三甲基硅烷结构，其中，其中，硼酸基团(‑BF₂)与硫氧基团配合或者硼酸基团(‑BF₂)与硅烷类基团配合能够抑制LiPF₆的分解，提高溶质的稳定性，改善电池高温存储的容量保持性能，硫氧基团还能够改善电池高温寿命；同时该化合物能够在负极表面还原形成稳定的保护膜，提高电池循环寿命。硅烷类基团能够吸收电解液中水分和HF，从而减少副反应，降低电池的内阻。

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和锂离子电池。

背景技术

近年来，随着新能源技术的发展，车用的锂离子动力电池对锂离子二次电池的性能提出了更高的要求。为了满足电动汽车长续航里程、宽温度范围环境，需要开发具有更高的能量密度、更优异的高温循环、存储性能的锂离子二次电池，以满足车用动力电池10年以上的寿命要求。

电池的循环寿命主要取决于正、负极在循环过程中结构的保持程度和电解液的消耗速率，而这两点均与正负极界面层息息相关。稳定和坚固的界面层一方面有利于更好地维持正、负极的体相及表面结构，提高电池的容量保持率，另一方面，有利于抑制电解液的快速反应与消耗，延长电池跳水的时间。

在现有的电解液基础上引入合适的添加剂，通过添加剂的氧化、还原和分解诱导形成更稳定的界面层，是一种科学而又简便的方法。例如，现有技术公开了一种锂离子二次电池电解液添加剂，二氟草酸硼酸锂，该添加剂具有较好的低温性能，但是高温性能的改善作用依然不足。

然而，高能量密度的锂离子二次电池通常使用镍含量较高的过渡金属氧化物(如镍钴锰酸锂)，电压较高(比如最高工作电压达到4.2V～4.4V)，这些材料在高温下容易发生界面劣化，颗粒破碎，氧化电解液，导致高温下寿命迅速衰减。另外，由于钴元素的稀缺性，不含钴元素的镍锰酸锂是一种有前途的材料，但是，这种材料存在稳定性、大电流充放电性能差的缺点。

因此，开发一种适用于高镍(无钴)正极材料的、高低温下性能均能显著改善的锂离子电池用电解液是十分必要的。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电解液不适用于高镍(无钴)正极材料、高温性能改善不足等缺陷，从而提供一种锂离子电池电解液和锂离子电池。

为此，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂，锂盐和添加剂，所述添加剂具有如下式1，式2或式3所示结构：

式1，其中，n＝1-6；/

式2，其中，n＝0-6；

式3；其中，n＝0-6。

可选地，所述添加剂具有如下式4，式5或式6所示结构：

可选地，以电解液的总质量计，所述添加剂的质量分数为0.01-5％；

可选地，所述加剂的质量分数为0.1-2％。

可选地，以电解液的总质量计，所述有机溶剂包括环状碳酸酯和链状酸酯；

可选地，所述有机溶剂中环状碳酸酯和链状酸酯的体积比为10:90～40:60。

优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯或γ-丁内酯中的任意一种或至少两种的组合；