一种电解液及含该电解液的锂离子电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113328138A(43)申请公布日2021.08.31(21)申请号202110433237.9(22)申请日2021.04.22(71)申请人惠州锂威新能源科技有限公司地址516100广东省惠州市博罗县园洲镇东坡大道欣旺达产业园4号、5号、6号、17号厂房1-4楼、18号厂房(72)发明人孙结岩熊伟马斌杨山陈杰李载波(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人潘俊达王滔(51)Int.Cl.H01M10/0567(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书10页(54)发明名称一种电解液及含该电解液的锂离子电池(57)摘要本发明提供了一种电解液及含该电解液的锂离子电池，该电解液包括磺酸酯硅烷化合物和氟代添加剂，采用此两种添加剂搭配共同作为电解液添加剂，不仅可提高电解液在正极的耐氧化性，且在初始时可形成稳定的SEI膜，同时氟代添加剂还可在循环过程中对SEI膜进行持续修复，从而有效改善锂离子电池的循环寿命和高温存储性能。其中，磺酸酯硅烷化合物中的磺酸基团因存在氟取代基，使得其在正极表面更耐氧化，并且可以优先其他添加剂发生还原反应，形成含硫、氟结构的SEI膜，该SEI膜阻抗结构紧密，同时由于硅烷基团的存在，使其SEI膜更加稳定，不影响锂离子的传输。CN113328138ACN113328138A权利要求书1/2页1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和第一添加剂，所述第一添加剂包括氟代添加剂和如式Ⅰ所示的磺酸酯硅烷化合物，其中，R10、R11各自独立选自氢、卤素、碳原子数为1～5的取代或未取代的烷基、碳原子数为2～5的取代或未取代的烯基、碳原子数为6～12的取代或未取代的芳基中的任意一种；当碳原子经取代时，取代基为氰基、卤素、碳原子数为1～5的烷基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磺酸酯硅烷化合物为以下化合物中的至少一种：3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳原子数为2～7的氟代羧酸酯、碳原子数为2～7的氟代醚中的至少一种。4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述氟代添加剂为以下化合物中的至少一种：2CN113328138A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磺酸酯硅烷化合物的质量为电解液质量的0.1～4wt％；所述氟代添加剂的质量为所述电解液质量的1～20wt％。6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，还包括第二添加剂，所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3‑丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、已二腈、1,3,6‑己烷三腈、1,2,3‑三(2‑氰氧基)丙烷、丙烯磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、乙二醇双(丙腈)醚中的至少一种。7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述第二添加剂的质量为所述电解液质量的0.5～10wt％。8.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二氟磷酸锂的至少一种；所述锂盐的质量为所述电解液质量的8～20wt％。9.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸乙酯、正丁酸乙酯、γ‑丁内酯中的至少一种；所述有机溶剂的质量为所述电解液质量的50～90wt％。10.一种含权利要求1～9任一项所述的电解液的锂离子电池。3CN113328138A说明书1/10页一种电解液及含该电解液的锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种电解液及含该电解液的锂离子电池。背景技术[0002]锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、工作电压高、自放电率低等特点，使得其被广泛应用于智能穿戴、计算机、智能手机和电动汽车等领域。无论在哪个应用领域，随着科技的进步，本领域对锂离子电池技术提出更高的要求，提高锂离子电池的能量密度，延长锂离子电池寿命长度，降低锂离子电池循环中的膨胀等。[0003]目前常用的碳酸酯电解液电化学窗口较窄(＜4.3Vvs.Li+/Li)，电压升高后，一方面电解液自身会发生分解；另一方面正极与电解液之间的副反应加剧，NCM中过渡金属溶出，进一步使得电解液分解。由此产生大量气体，极易引发燃烧爆炸。而针对此问题通常采用加入成膜添加剂的方法进行改善。当前研究比较多的成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯，其可以形成性能较好的SEI膜，阻止电解液进一步分解，提高电解液的低温性能。但随着锂离子电池各项性能要求越来越高，单纯的氟代碳酸乙烯酯已无法满足要求。[0004]有鉴于此，确有必要提供一种