CN107799820A - 锂二次电池电解液及其锂二次电池 - Google Patents

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陈永坤
范伟贞
余乐
赵经纬
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Guangzhou Tinci Materials Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种锂二次电池电解液及其锂二次电池，包括有机溶剂、导电锂盐、喹唑啉衍生物和添加剂；所述喹唑啉衍生物具有下式I结构，其中，R1为氢或氨基，R2和R4分别独立选自O、S，R3为取代或未取代的苯基或C1～6烷基。上述锂二次电池电解液通过在电解液中添加喹唑啉衍生物，能络合电解液中的过渡金属，降低电解液氧化分解，抑制电池胀气。用该电解液的锂二次电池具有良好的高温和循环性能。

Description

锂二次电池电解液及其锂二次电池
技术领域
本发明涉及锂二次电池技术领域，特别是涉及一种锂二次电池用电解液及锂二次电池。
背景技术
锂二次电池因具有能量密度高、循环性能好等优点而被广泛应用。电解液作为锂二次电池的重要组成部分，对电池的综合性能有着重要的影响。添加剂是电解液的重要组成部分，合适的添加剂能显著提高电池的容量、倍率性能、高低温性能、循环性能和安全性能等。
在锂二次电池循环和高温存储过程中常常伴随着金属离子的溶出及电解液的氧化分解，劣化电池高温和循环性能，而添加适量的添加剂能显著改善电池综合性能。专利CN1215595C通过添加含氮杂环化合物，能提高电池的高温和循环性能，但是它用了λ-丁内酯作为主溶剂，其耐氧化和还原性并不好，导致电池的高温循环性能并不理想。专利CN105070947B通过添加磷酸环酸酐类化合物和含有亚胺基团、碳化二亚胺基团以及腈基中的一种或多种的有机化合物获得了能提高高温循环的电解液，但是其部分对比例电池的高温DCIR和膨胀率比实施例的要好，说明其改善效果还存在一定的限制。
针对以上技术缺陷，需要开发一种能够同时提高锂二次电池高温和循环性能的电解液。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种能够提高锂二次电池高温和循环性能的电解液。
具体的技术方案如下：
一种锂二次电池电解液，包括有机溶剂、导电锂盐、喹唑啉衍生物和添加剂；所述喹唑啉衍生物具有下式I结构：
其中，R1为氢或氨基，R2、R4分别独立选自O、S，R3为取代或未取代的苯基或C1～6烷基。
在其中一个实施例中，所述喹唑啉衍生物选自：
在其中一个是实施例中，所述喹唑啉衍生物的添加量占所述锂二次电池电解液总质量的0.01-2.00％。
在其中一个实施例中，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1，3-丙烷磺酸内酯(PS)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)中的至少一种，占电解液总质量的0.10-5.00％。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)中的至少一种，占电解液总质量的77.00-91.89％。
在其中一些实施例中，所述导电锂盐为LiPF6，占所电解液总质量的8.00-16.00％。
本发明的另一目的在于提供一种锂二次电池，包括正极片、负极片、隔膜以及上述的任一电解液。
本发明的优点在于：
上述电解液通过在电解液中添加喹唑啉衍生物，能络合电解液中的过渡金属，抑制电解液氧化分解及产气。使用该电解液的锂二次电池具有良好的高温和循环性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本发明所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本发明所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不在于限制本发明。
表1、实施例
表2、对比例
实施例和对比例中的锂二次电池电解液都是用于对应电池体系的软包电池，并测试室温环境下3.0～4.2V，1C倍率充放电的循环性能和60℃7天高温存储。
高温存储实验：将实施例1-5和对比例1-5所得电池在室温下以1C的充放电倍率进行5次充放电循环测试，最后以1C倍率充到满电状态。分别记录1C容量Q和电池内阻T。将满电状态的电池在60℃下存储7天，记录电池内阻T0和1C放电容量Q1，再将电池在室温下以1C的倍率充放5周，选放电容量最高的一次记录为放电容量Q2，计算得到电池高温存储容量保持率，容量恢复率，内阻变化率等实验数据，记录结果如表3。
其中用到的计算公式如下：
表3实施例和对比例实验结果对比
由表3可以看出：相对于对比例1～5，向锂二次电池电解液中添加喹唑啉衍生物，电池的高温性能得到明显改善，而且电池的循环性能也得到提升。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种锂二次电池电解液，其特征在于，包括有机溶剂、导电锂盐、喹唑啉衍生物和添加剂；所述喹唑啉衍生物具有如下式I结构：
其中，R1为氢或氨基，R2和R4分别独立选自O、S，R3为取代或未取代的苯基或C1～6烷基。
2.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，R3为乙基、苯基、氟代苯基、氨基苯基。
3.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述喹唑啉衍生物选自：
4.根据权利要求1-3所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述喹唑啉衍生物的添加量占电解液总质量的0.01-2.0％。
5.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、双氟磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂中的至少一种,占电解液总质量的0.10-5.00％。
6.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种，所述有机溶剂的用量占电解液总质量的77.00-91.89％。
7.根据权利要求1所述的锂二次电池电解液，其特征在于，所述导电锂盐为LiPF6，占电解液总质量的8.00-16.00％。
8.一种锂二次电池，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的锂二次电池电解液。
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