CN116505075A - 一种非水电解液及其锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
为克服现有高电压锂离子电池高温循环稳定性能降低的技术问题,本申请提供一种非水电解液及其锂离子电池,非水电解液包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂包括添加剂A,所述添加剂A为结构式a和/或结构式b所示化合物,其中,R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷氧烃基、C1~C20烷氧基、至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷烃基、C1~C20烷基或卤素原子;n1为1~6的整数;n2为1~6的整数;R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立的选自C1‑C5烷基;R13、R14、R15、R16、R17、R18各自独立的选自C1‑C5烷基。本申请提供的电解液,能够提升电池的高温循环稳定性以及高温存储性能。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种非水电解液及其锂离子电池。
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,电子信息技术及消费产品的快速发展对锂离子电池高电压以及高能量密度提出了更高的要求。在锂离子电池中,高电压正极材料由于能量密度高、环境友好、循环寿命长等优点,被广泛的应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备以及电动车、大型储能装置中。但随着正极材料的限制电压不断提高,电池材料的克容量逐渐增加的同时,电池的高温性能恶化严重,长循环寿命无法保证;尤其高电压(>4.5V)下电池经历长期循环充放电过程中,正/负极活性材料层会发生膨胀,严重时会导致严重裂纹,正极界面膜或负极界面膜被破坏,电解液中的溶剂进入正极材料或负极材料内部,破坏正极活性材料结构或负极材料结构,电池高温循环稳定性能降低,最终造成电池严重容量衰减的问题。
发明内容
针对现有高电压锂离子电池高温循环稳定性能降低的技术问题,本申请提供一种非水电解液及其锂离子电池。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
本发明提供了一种非水电解液,包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂包括添加剂A,所述添加剂A为结构式a和/或结构式b所示化合物,
其中,R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷氧烃基、C1~C20烷氧基、至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷烃基、C1~C20烷基或卤素原子;
n1为1~6的整数;n2为1~6的整数;
R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立的选自C1-C5烷基;
R13、R14、R15、R16、R17、R18各自独立的选自C1-C5烷基。
优选的,所述R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被F原子取代的C1~C20烷氧烃基、至少一个氢原子被F原子取代的C1~C20烷烃基或氟原子。
优选的,以所述非水电解液的质量含量为100%计,所述添加剂A的质量含量为0.5%~10%。
优选的,以所述非水电解液的质量含量为100%计,所述添加剂A的质量含量为1%~5%。
优选的,所述电解质盐包括锂盐,所述锂盐含有氟元素或锂元素的化合物中的至少一种;
所述锂盐的浓度为0.5M~1.5M。
优选的,所述锂盐选自六氟磷酸盐,六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种;
所述锂盐的浓度为0.8M~1.3M。
优选的,所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。
优选的,所述添加剂还包括辅助添加剂,所述辅助添加剂包括氟代碳酸乙烯酯类化合物、腈类化合物中的至少一种;
以所述非水电解液的质量为100%计,所述辅助添加剂的质量含量为5~20%。
另一方面,本申请提供一种锂离子电池,包括正极片、负极片和上述所述的非水电解液。
优选的,所述正极片包括正极活性材料层,所述正极活性材料层包括正极活性材料,所述正极活性材料包括钴酸锂、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的一种或多种;
所述负极片包括负极活性材料层,所述负极活性材料层包括负极活性材料,所述负极活性材料包括石墨、石墨/硅复合材料、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Al合金中的至少一种。
有益效果:
本申请提供的非水电解液,添加剂A含有大π键的苯环或萘基团,体系稳定,能量低,不易开环,相对于高电压体系下,苯环或萘基团上的磺酸酯基较稳定,添加剂A在化成阶段,于负极界面形成结构稳固、厚度适中、韧性好的SEI膜,且部分可以优先于非水有机溶剂在负极界面被还原,形成烷基磺酸锂(RSO3Li),为SEI膜增加了离子导电性,电池高温存储期间,形成的烷基磺酸锂在SEI膜表面导通离子的同时,又能阻隔电解液进入负极内,防止电解液腐蚀负极活性材料,提高电池的高温存储性能。电池在长期循环过程中,添加剂A还具有通过在正极界面上形成Li2SO3形式的稳定膜,用于正极CEI膜破损的修复,防止高温循环期间发生正极界面膜(CEI膜)崩塌现象,提高电池的高温循环稳定性。添加剂A结构还包括硅官能团取代基,电解液中的LiPF6本身易分解,产生HF,HF对正负极界面形成的SEI膜和CEI膜具有一定的破坏作用,在含有添加剂A的电解液中,氟离子(F-)可以轻易被硅(Si)捕获生成稳定的化合物,消耗产生的HF,防止HF破坏SEI膜和CEI膜,提高电池的高温循环稳定性能和高温存储性能。电解液中含有的添加剂A,能够提升电池的高温循环稳定性以及高温存储性能。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种非水电解液,包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂包括添加剂A,所述添加剂A为结构式a和/或结构式b所示化合物,
其中,R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷氧烃基、C1~C20烷氧基、至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷基、C1~C20烷烃基或卤素原子;
n1为1~6的整数;n2为1~6的整数;
R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立的选自C1-C5烷基;
R13、R14、R15、R16、R17、R18各自独立的选自C1-C5烷基。
具体的,C1~C20烷基即为碳原子数为1~20的烷基,如可以是碳原子数为1~20的链烃基或环烃基,链烃基包括支链烃基或直链烃基,环烃基上可以有取代基,也可以不含有取代基,取代基是烷基。可以列举的烃基出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、二甲基丁基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、正己基、异己基、2-己基、3-己基、环己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、3,3-二甲基丁基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、异庚基、环庚基、正辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烃基、十二烃基、十三烃基、十四烃基、十五烃基、十六烃基、十七烃基、十八烃基、十九烃基、二十烃基等。
C1-C5烷基即为碳原子数为1~5的支链烃基、直链烃基或环状烃基。可以列举的烃基出甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、二甲基丁基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基等。
C1~C20烷氧基即为碳原子数为1~20的支链或直链的烷氧基,可以列举的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、2-丙氧基、叔丁氧基、叔戊氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基等。
需要说明的是,R1、R2、R11、R12选自的基团可以相同也可以不同。卤素原子包括Br、Cl、F、I等。
本申请提供的非水电解液,添加剂A是一种磺酸酯取代芳香族化合物,相比于其它传统的磺酸酯化合物,本申请提供的添加剂A含有磺酸酯基团和具有芳香性的苯环基团或萘基团的化合物。添加剂A含有大π键的苯环或萘基团,体系稳定,能量低,不易开环,相对于高电压体系下,苯环或萘基团上的磺酸酯基较稳定,添加剂A在化成阶段,于负极界面形成结构稳固、厚度适中、韧性好的SEI膜,且部分可以优先于非水有机溶剂在负极界面被还原,形成烷基磺酸锂(RSO3Li),为SEI膜增加了离子导电性,电池高温存储期间,形成的烷基磺酸锂在SEI膜表面导通离子的同时,又能阻隔电解液进入负极内,防止电解液腐蚀负极活性材料,提高电池的高温储存性能。电池在长期循环过程中,添加剂A还具有通过在正极界面上形成Li2SO3形式的稳定膜,用于正极CEI膜破损的修复,防止高温循环期间发生正极界面膜(CEI膜)崩塌现象,提高电池的高温循环稳定性。添加剂A结构还包括硅官能团取代基,电解液中的LiPF6本身易分解,产生HF,HF对正负极界面形成的SEI膜和CEI膜具有一定的破坏作用,在含有添加剂A的电解液中,氟离子(F-)可以轻易被硅(Si)捕获生成稳定的化合物,消耗产生的HF,防止HF破坏SEI膜和CEI膜,提高电池的高温循环稳定性能和高温存储性能。电解液中含有的添加剂A,能够提升电池的高温循环稳定性以及高温存储性能。
在一些优选的实施例中,所述R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被F原子取代的C1~C20烷氧烃基、至少一个氢原子被F原子取代的C1~C20烷烃基或氟原子。更优选的,R1、R2、R11、R12为CF3。
在一些实施例中,以所述非水电解液的质量含量为100%计,所述添加剂A的质量含量为0.5%~10%。
具体的,添加剂A的质量含量低于0.5%,含量低的添加剂A无法于负极界面形成结构稳固的SEI膜,同时也不能于负极界面形成烷基磺酸锂,不能有效阻隔电解液进入负极内,负极活性材料腐蚀,电池高温存储性能降低。添加剂A的质量含量高于10%,于负极界面形成的SEI膜厚度增加,于正极界面形成的Li2SO3稳定膜厚度增加,锂离子迁移距离增加,电解液粘度增加,锂离子传输速率降低,极化增加,阻抗增大,电池产气增多,电池高温存储性能和高温循环性能降低。添加剂A的质量含量可以为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%等,只要添加剂A的质量含量在0.5%~10%之间皆可。
在一些优选的实施例中,以所述非水电解液的质量含量为100%计,所述添加剂A的质量含量为1%~5%。
在一些实施例中,所述电解质盐包括锂盐,锂盐包括有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。
在一些优选的实施例中,所述锂盐含有氟元素或锂元素的化合物中的至少一种;所述锂盐的浓度为0.5M~1.5M。
电解液中加入锂盐,锂盐电解的锂离子增加,提高电解液离子电导率,提高锂离子的传输速率。锂盐的浓度低于0.5M,电解液的电导率低,电池充放电过程中阻抗较大,极化增加,影响整个电池体系的倍率性能和循环性能。锂盐的浓度高于1.5M,电解液的粘度过大,浓差极化增加,电池倍率性能降低。具体的锂盐的浓度可以为0.5M、0.7M、0.8M、1.0M、1.2M、1.3M、1.5M等。
在一些优选的实施例中,所述锂盐选自六氟磷酸盐,六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种;所述锂盐的浓度为0.8M~1.3M。
在一些实施例中,所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。可以理解的,非水有机溶剂可以由两种化合物组成,还可以是由三种化合物组成,还可以是三种以上的化合物组成。
在一些实施例中,所述添加剂还包括辅助添加剂,所述辅助添加剂包括氟代碳酸酯类化合物、腈类化合物中的至少一种;
以所述非水电解液的质量为100%计,所述辅助添加剂的质量含量为5~20%。
辅助添加剂与添加剂A协同,于负极界面形成厚度合适、结构稳定、韧性好的固态电解质膜(SEI膜)。。
在一些优选的实施例中,所述添加剂由添加剂A、氟代碳酸乙烯酯类化合物、腈类化合物组合组成。以所述非水电解液的质量为100%计,所述氟代碳酸乙烯酯类化合物的质量含量为1%~15%,所述腈类化合物的质量含量为1%~10%。
氟代碳酸乙烯酯类化合物包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)。腈类化合物包括丁二腈(SN)、己二腈(ADN)、1,3,6-己烷三腈(HTCN)中的至少一种。
第二方面,本申请提供一种锂离子电池,包括正极片、负极片和上述所述的非水电解液。
本申请提供的锂离子电池,电解液中含有添加剂A,在化成阶段,添加剂A优先在负极界面被还原,在负极界面形成结构稳定、厚度适中、韧性好的SEI膜,同时于负极界面形成的烷基磺酸锂(RSO3Li),为SEI膜增加了离子导电性,电池高温存储期间,形成的烷基磺酸锂在SEI膜表面导通离子的同时,又能阻隔电解液进入负极内,防止电解液腐蚀负极活性材料,提高电池的高温储存性能。电池在长期循环过程中,添加剂A还具有通过在正极界面上形成Li2SO3形式的稳定膜,用于正极CEI膜破损的修复,防止高温循环期间发生正极界面膜(CEI膜)崩塌现象。添加剂A结构还包括硅官能团取代基,电解液中的LiPF6本身易分解,产生HF,HF对正负极界面形成的SEI膜和CEI膜具有一定的破坏作用,在含有添加剂A的电解液中,氟离子(F-)可以轻易被硅(Si)捕获,消耗产生的HF,防止HF破坏正负极的SEI膜和CEI膜,提高电池的高温循环稳定性能。电解液中含有添加剂A,具有提升电池的高温循环稳定性以及高温存储性能。
需要说明的是,本申请提供的电解液用于高压电池,电池的电压≥4.5V。
在一些实施例中,所述正极片包括正极集流体和位于所述正极集流体上的正极活性材料层,其中,所述正极活性材料层包括正极活性材料;所述负极片包括负极集流体和位于所述负极集流体上的负极活性材料层,其中,所述负极活性材料层包括负极活性材料。
在一些优选的实施例中,所述正极活性材料为选自钴酸锂(LiCoO2)、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)中的一种或多种。
在一些优选的实施例中,所述负极活性材料为石墨、石墨/硅复合材料、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Al合金中的至少一种。具体的,石墨可以为天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(简称为MCMB)、硬碳、软碳中的至少一种;石墨/硅复合材料可以为氧化亚硅-碳复合材料,硅-碳复合材料。
所述正极集流体包括Al、Ni、锡、铜、不锈钢的一种或多种,优选Al。所述负极集流体包括Al、Ni、锡、铜、不锈钢、铜的复合材料的一种或多种,优选铜或铜的复合材料。
正极活性材料层还包括正极粘结剂、正极导电剂,正极粘结剂和正极导电剂参考现有技术。如正极粘结剂包括聚偏氟二乙烯,正极导电剂包括炭黑、碳纳米管等。负极材料层还包括负极粘结剂、负极导电剂,负极粘结剂和负极导电剂参考现有技术。如负极
为了使本申请的发明目的、技术方案和技术效果更加清晰,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施例仅是为了解释本申请,并非为了限定本申请。
本实施例用于说明本发明公开的一种非水电解液、锂离子电池的制备方法。
表1添加剂A化合物的种类及结构式
实施例1
1、电解液的制备:在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中,将有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸丙酯(PP)按质量比为1:1:2:6混合,混合完成后加入添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC)以及腈类化合物ADN、HTCN,混合均匀后,加入1.1mol/L的六氟磷酸锂,之后加入添加剂A,得到电解液。其中,添加剂A的加入量、氟代碳酸乙烯酯、腈类化合物的加入量具体见表2。添加剂A为表1中的化合物1。
2、电池的制作
1)正极片的制作:
将正极活性物质钴酸锂(LCO)、导电剂碳纳米管(CNT),粘结剂聚偏二氟乙烯按重量比为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合,使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上,烘干,冷压,得到正极片。
负极片的制作:
将负极活性物质石墨,导电剂乙炔黑,粘结剂丁苯橡胶,增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合,使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上,烘干,冷压,得到负极极片
锂离子电池的制作:
将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好,使隔离膜处于正负极中间,起到隔离作用,然后卷绕得到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中,分别将上述实施例1制备得到的电解液注入干燥后的电池中,经过真空封装、静置、化成、分容等工序,完成锂离子电池的制备。
实施例2-17和对比例1-7
实施例2-17和对比例1-7用于说明本发明公开的电池及其制备方法,包括实施例1中大部分操作步骤,其不同之处在于:实施例2-17及对比例1-7中添加剂各组分及其含量采用表2所示的电解液组分。
表2各实施例和对比例电解液参数数据表
性能测试
对上述实施例1-17和对比例1-7制备得到的锂离子电池进行如下性能测试:45℃循环:
测试方法:将制备的锂离子电池置于恒温45℃的烘箱中,以1C的电流恒流充电至4.5V,再恒流恒压充电至电流下降至0.05C,然后以1C的电流恒流放电至3.0V,如此循环n周,记录第1圈的放电容量C1及电池厚度Z1和最后一圈的放电容量C2及电池厚度Z2。
按下式计算高温循环的容量保持率、厚度膨胀率:
容量保持率=C2/C1×100%;
厚度膨胀率=(Z2-Z1)/Z1×100%;
电池高温存储性能测试:
测试方法:将分容完的电芯在常温下以0.5C电流充至4.5V,测试电池的厚度Z3,电池常温下以0.5C放电至3.0V,记录放电容量C3。以同样的方法将电池充满电至4.5V,将满电电池置于85℃环境下6小时,热测电池厚度Z4,计算厚度膨胀率,恢复室温后,以0.5C大小电流进行放电到3.0V,记录放电容量C4。
容量保持率=C4/C3×100%;
厚度膨胀率=(Z4-Z3)/Z3×100%;
实施例1-17和对比例1-7测试得到的结果填入表3、表4、表5中。
表3实施例1-5、16-17和对比例1电性能测试结果
通过表1-3可知,对比例1与实施例1对比,对比例1中电解液无添加剂A,制备得到的电池高温循环过程中,随着循环次数的增加,容量保持率逐渐低,厚度膨胀率增加,高温存储性能差,猜测电解液中加入添加剂A,于负极界面形成结构稳固的SEI膜,且部分可以优先于非水有机溶剂在负极界面被还原,形成烷基磺酸锂(RSO3Li)为SEI膜增加了离子导电性,又能阻隔电解液进入负极内,提高电池的高温存储性能;在电池长期高温循环过程中,在正极界面上形成Li2SO3的稳定膜,修复破损的CEI膜,提高电池高温循环性能;添加剂A结构中的硅基官能团消耗电解液中的氟离子(F-),防止HF破坏正负极界面膜,提高电池的高温循环性能和高温存储性能。
实施例1-5和实施例16-17对比,添加剂A的质量含量低于0.5%,电池的高温存储容量保持率低、高温存储容量保持率低,添加剂A的含量高于10%,电池的高温循环性能和高温存储性能较差;猜测含量低的添加剂A无法于负极界面形成结构稳固的SEI膜,同时也不能于负极界面形成烷基磺酸锂,不能有效阻隔电解液进入负极内,负极活性材料腐蚀,电池高温存储性能降低。添加剂A的质量含量高于10%,于负极界面形成的SEI膜厚度增加,于正极界面形成的Li2SO3稳定膜厚度增加,锂离子迁移距离增加,电解液粘度增加,锂离子传输速率降低,极化增加,阻抗增大,电池产气增多,电池高温存储性能和高温循环性能降低。
实施例1-5对比,电解液中添加剂A的质量含量在0.5%~10%之间,随着添加剂A含量的增加,电池高温循环容量保持率呈现先升再降的趋势,尤其是添加剂A的含量在1~5%之间电池高温循环性能和高温存储性能更好。
表4实施例1、6-13和对比例2-7电性能数据表
通过表1、2、4对比知,实施例1与实施例6-8对比,实施例1中的电池高温循环性能和高温存储性能更好,说明在电解液中加入氟代碳酸酯类和腈类的辅助添加剂,辅助添加剂和添加剂A协同,具有提高电池高温循环性能和高温存储性能的作用。实施例1和实施例9-13对比,实施例13中的辅助添加剂总含量低于5%,电池的高温存储厚度膨胀率较高,且随着高温循环次数的增加,电池的厚度膨胀率增加幅度大,猜测电解液中加入的辅助添加剂的含量在5%~20%之间,辅助添加剂和添加剂A才具有更好的协同作用,对提高电池高温循环性能和高温存储性能。实施例6-7与对比例2-3对比,对比例2-3的电解液中含有氟代碳酸酯类添加剂或腈类添加剂,无添加剂A,电池高温储存厚度膨胀率高,容量保持率低,且随着高温循环次数的增加,电池的循环容量保持率衰减严重,说明在电解液中加入添加剂A,具有提高电池循环性能和高温存储性能的作用。实施例9-12与对比例4-7对比,对比例4-7中含有氟代碳酸酯类添加剂和腈类添加剂,调节氟代碳酸酯类添加剂和腈类添加剂的含量,电池的高温循环性能和高温存储性能提高幅度较小,实施例9-12的电解液中加入添加剂A,电池的高温循环容量保持率明显提高,电池的高温存储性能和高温循环性能较好。
表5实施例1-2、14-15电性能数据表
通过表1、2、5对比知,实施例1-2、14-15为不同的化合物,对提高电池的高温循环容量保持率、厚度膨胀率,高温存储容量保持率、厚度膨胀率都具有相近的效果;说明化合物a和化合物b的结构式相近,在电解液中起的作用相同,电解液中加入的化合物只要满足结构式a和/或结构式b所示化合物,都具有提高电池的高温循环稳定性、高温存储性能的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种非水电解液,其特征在于,包括电解质盐、非水有机溶剂和添加剂,所述添加剂包括添加剂A,所述添加剂A为结构式a和/或结构式b所示化合物,
其中,R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷氧烃基、C1~C20烷氧基、至少一个氢原子被卤素取代的C1~C20烷烃基、C1~C20烷基或卤素原子;
n1为1~6的整数;n2为1~6的整数;
R3、R4、R5、R6、R7、R8各自独立的选自C1-C5烷基;
R13、R14、R15、R16、R17、R18各自独立的选自C1-C5烷基。
2.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述R1、R2、R11、R12各独立的选自至少一个氢原子被F原子取代的C1~C20烷氧烃基、至少一个氢原子被F原子取代的C1~C20烷烃基或氟原子。
3.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,以所述非水电解液的质量含量为100%计,所述添加剂A的质量含量为0.5%~10%。
4.根据权利要求3所述的非水电解液,其特征在于,以所述非水电解液的质量含量为100%计,所述添加剂A的质量含量为1%~5%。
5.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述电解质盐包括锂盐,所述锂盐含有氟元素或锂元素的化合物中的至少一种;
所述锂盐的浓度为0.5M~1.5M。
6.根据权利要求5所述的非水电解液,其特征在于,所述锂盐选自六氟磷酸盐,六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种;
所述锂盐的浓度为0.8M~1.3M。
7.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述非水有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。
8.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述添加剂还包括辅助添加剂,所述辅助添加剂包括氟代碳酸乙烯酯类化合物、腈类化合物中的至少一种;
以所述非水电解液的质量为100%计,所述辅助添加剂的质量含量为5~20%。
9.一种锂离子电池,其特征在于,包括正极片、负极片和权利要求1-8任意一项所述的非水电解液。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极片包括正极活性材料层,所述正极活性材料层包括正极活性材料,所述正极活性材料包括钴酸锂、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的一种或多种;
所述负极片包括负极活性材料层,所述负极活性材料层包括负极活性材料,所述负极活性材料包括石墨、石墨/硅复合材料、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Al合金中的至少一种。
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