电解液以及包含该电解液的锂离子电池制造技术

本申请提供一种电解液，包括锂盐和环状硫酸酯类化合物，其中，所述环状硫酸酯类化合物为含有-O-SO2-O-基团的环状化合物。特别的，-O-SO2-O-基团位于环状化合物的环上。此外，该电解液还包括链状羧酸酯类化合物和/或环状碳酸酯类化合物。由于在本申请提供的电解液中含有环状硫酸酯类化合物，能够提高锂离子电池的电化学性能，例如，锂离子电池的能量密度，锂离子电池的低温充电性能。此外，还能提高正极材料的稳定性以及锂离子电池的首周库伦效率和循环寿命。本申请还提供了包含该电解液的锂离子电池，该锂离子电池具有优异的稳定性、首周库伦效率和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
电解液以及包含该电解液的锂离子电池
本申请属于锂电池领域，特别的，涉及一种电解液以及包含该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池具有比能量高、比功率大、循环寿命长、自放电小等显著优点，现已广泛应用于移动通讯、数码相机、摄像机等电子产品中。正是由于锂离子电池具有上述显著优点，使得锂离子电池成为储能与动力电池发展的热点。然而，随着锂离子电池的广泛应用，对锂离子电池的环境适应性提出了较高的要求，使得锂离子电池被用于各种各样的环境下；另外，随着锂离子电池向小型化、轻质化发展，对能量密度的要求越来越高。目前，在现有技术中，为了提高锂离子电池的能量密度，普遍采用的解决方案如下：将电极中的活性材料尽量压实，使电池在其体积占有空间不变的前提下容纳更多的电极活性材料，另外，采取措施使得电极活性材料充分发挥其电化学性能。但是，上述所涉及的方案都会导致锂离子电池的电化学性能，例如低温充电性、首周库伦效率以及循环寿命等发挥不佳的一系列问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：含有环状硫酸酯类化合物的电解液，能够提高锂离子电池的电化学性能，从而完成本专利技术。本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐和环状硫酸酯类化合物。特别的，所述环状硫酸酯类化合物选自由下式所示的化合物中的一种或多种：其中，n为1～3，m为0～3，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地为选自氢原子、卤原子、碳原子数为1～10的烷基和碳原子数为1～10的烷氧基中的一种，其中，卤原子为氟原子、氯原子、溴原子和碘原子中的一种或多种。另外，本申请提供的电解液中还包括链状羧酸酯类化合物和/或含有C＝C双键的环状碳酸酯类化合物。本申请的另一目的在于一种锂离子电池，包括本申请提供的电解液。本申请提供的电解液，由于含有环状硫酸酯类化合物，能够提高锂离子电池的电化学性能，例如，锂离子电池的能量密度，锂离子电池的低温充电性能。此外，还能提高正极材料的稳定性以及锂离子电池的首周库伦效率和循环寿命。具体实施方式下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。本申请的目的在于提供一种电解液，包括锂盐和环状硫酸酯类化合物。在本申请中，所提及的环状硫酸酯类化合物为含有-O-SO2-O-基团的环状化合物。特别的，-O-SO2-O-基团位于环状化合物的环上。在优选的实施方式中，环状化合物为五元环状化合物、六元环状化合物、七元环状化合物和八元环状化合物中的一种或多种，进一步的，环状化合物优选为五元环状化合物、六元环状化合物和八元环状化合物中的一种或多种，更进一步的，环状化合物优选为五元环状化合物或/和六元环状化合物，最优选为五元环状化合物。其中，在环上有几个原子，该环就称“几元环”。在本申请中，环状硫酸酯类化合物的具体种类并不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择。在优选的实施方式中，所述环状硫酸酯类化合物选自由下式所示的化合物中的一种或多种：在本申请中，n为1～3，进一步的，n优选为1～2，特别的，n为整数。在本申请中，m为0～3，进一步的，m优选为0～1，特别的，m为整数。在本申请中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地选自为氢原子、卤原子、碳原子数为1～10的烷基和碳原子数为1～10的烷氧基中的一种。其中，所述卤原子为氟原子、氯原子、溴原子和碘原子中的一种或多种。在优选的实施方式中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地为选自氢原子、氟原子、氯原子、碳原子数为1～10的烷基、碳原子数为1～10的烷氧基中的一种，特别的，烷氧基为碳原子数为2～6的烷氧基。在进一步优选的实施方式中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地为选自氢原子、碳原子数为2～6的烷基中的一种。在更进一步优选的实施方式中，R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地为氢原子、碳原子数为3～4的烷基。在本申请中，当R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地为碳原子数为1～10的烷基时，烷基的具体种类并没有特别的限制，直链烷基、支链烷基、环烷基均可。特别的，选择直链烷基或是支链烷基，更特别的，选择支链烷基。作为碳原子数为1～10的烷基的实例，具体可以举出：甲基、乙基、丙基、环丙基、异丙基、丁基、环丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、环戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基和癸基。在优选的实施方式中，当R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10各自独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基中的一种。进一步优选地，各自独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基中的一种，更进一步优选地，各自独立地为丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基中的一种。作为环状硫酸酯类化合物的实例，具体可以举出：在优选的实施方式中，环状硫酸酯类化合物为下述中的一种或多种：在进一步优选的实施方式中，环状硫酸酯类化合物为下述中的一种或多种：在更进一步优选的实施方式中，在所述电解液中包括下述中的一种或多种：在本申请中，在电解液中，环状硫酸酯类化合物的含量并没有特别的限制，可根据实际需求进行添加。在优选的实施方式中，环状硫酸酯类化合物在电解液中的质量百分含量为0.1～7％，进一步的，环状硫酸酯类化合物在电解液中的质量百分含量为0.1～5％，更进一步的，环状硫酸酯类化合物在电解液中的质量百分含量为0.5～2.5％。经本申请人研究发现，在电解液中加入了环状硫酸酯类化合物，能够提高锂离子电池的电化学性能，特别的，不仅能够提高锂离子电池的能量密度，而且还能够使得锂离子电池在低温下不析锂，从而提高锂离子电池的低温充电性能。其中，所提及的能量密度为在单位体积内包含的能量。另外，在电解液中加入环状硫酸酯类化合物，能够提高正极材料的稳定性，特别的，能够提高高电压下正极材料的稳定性，此外，还能够提高锂离子电池的首周库伦效率和循环寿命。在上述电解液中，所述锂盐的具体种类并不受到具体的限制，有机锂盐和无机锂盐均可，可根据实际需求进行选择。在优选的实施方式中，所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2，简写为LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂(Li(N(SO2F)2，简写为LiFSI)、双草酸硼酸锂(LiB(C2O4)2，简写为LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiBF2(C2O4)，简写为LiDFOB)中的一种或多种。在进一步优选的实施方式中，所述锂盐选自六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的一种或多种。在更进一步优选的实施方式中，所述锂盐选自六氟磷酸锂和双草酸硼酸锂中的一种或多种，锂盐最优选为六氟磷酸锂。在本申请中，电解液中的锂盐的含量并没有特别的限制，可按照常规量进行添加使用。特别的，锂盐的含量使得锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.5～1.5mol/l，更特别的，锂盐在电解液中的摩尔浓度为0.8～1.2mol/l。在优选的实施方式中，所述电解液还包括链状羧酸酯类化合物。在本申请中，所提及的链状羧酸酯类化合物为含有基团的链状化合物。在优选的实施方式中，所述链状羧酸酯类化合物选自由下式所示的化合物中的一种或多种：在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，其特征在于，包括锂盐和环状硫酸酯类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括电解液和负极片，其特征在于，所述电解液包括锂盐和环状硫酸酯类化合物，所述环状硫酸酯类化合物选自由下式所示的化合物中的一种或多种：其中，m为1～3，R7、R8、R9和R10各自独立地为选自氢原子、卤原子、碳原子数为1～10的烷基和碳原子数为1～10的烷氧基中的一种，其中，卤原子为氟原子、氯原子、溴原子和碘原子中的一种或多种；所述电解液还包括链状羧酸酯类化合物，其中，所述链状羧酸酯类化合物选自由下式所示的化合物中的一种或多种：其中，R1、R2各自独立地为选自碳原子数为2～7的烷基、碳原子数为2～7的卤代烷基中的一种；负极片的压实密度为1.65～2.0g/cm3。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，R7、R8、R9和R10各自独立地为选自氢原子、氟原子、氯原子、碳原子数为2～6的烷基、碳原子数为2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培培，唐超，龙兵，付成华，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35