专利名称：锂离子二次电池及其电解液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种二次电池，尤其涉及一种锂离子二次电池及其电解液。
背景技术：
锂离子二次电池虽然具有工作电压高、寿命长和充电速度快等优点，但是随着技术的不断发展，人们要求锂离子二次电池具有更高的能量密度，提高锂离子二次电池的工作电压是有效途径之一。
在锂离子二次电池中，经过充电后，作为正极活性材料的金属氧化物在高电位时显示非常强的氧化性，因此容易与电解液发生氧化反应，导致电解液被分解。但是随着锂离子二次电池的高电压化，电解液在正极的氧化分解加剧，由于电解液的氧化分解导致电池在高温条件下循环性能下降。
因此，抑制电解液和正极材料之间的氧化反应是解决锂离子二次电池高温循环性能恶化的关键。在锂离子二次电池中，常采用非水有机溶剂以及碳酸亚乙酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)作为添加剂来改善循环性能。
图1给出采用非水有机溶剂以及碳酸亚乙酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)作为添加剂在45°C下不同电压的循环性能。
从图1可以看出，当电压小于4.2V时，碳酸亚乙酯(VC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)的确能有效改善循环性能，但是当电压高于4.4V时，高温条件下循环性能明显降低；从图2可以看出，电压为4.4V的膨胀率明显升高，即当电压为4.4V时高温存储性能比4.2V差很多。
因此有必要提供一种在高温高压条件下存储性能良好和循环性能良好的锂离子二次电池及电解液。发明内容
鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池及其电解液，其能抑制电解液和正极材料之间的氧化反应改善高温高压条件下的循环性能和存储性倉泛。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种锂离子二次电池电解液，其包括锂盐、非水溶剂、以及至少含有1，3-丙磺酸内酯(PS)和异氰脲酸酯结构化合物的添加剂，添加剂中异氰脲酸酯结构化合物由下述通式(I)、通式(2)或通式(3)表示；
权利要求
1.一种锂离子二次电池电解液，包括锂盐、非水溶剂，其特征在于，所述锂离子二次电池电解液还包括至少含有1，3-丙磺酸内酯(PS)和异氰脲酸酯结构化合物的添加剂，添加剂中异氰脲酸酯结构化合物由下述通式(I)、通式(2)或通式(3)表示；
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于， 采用通式(I)的异氰脲酸酯结构化合物包括1，3，5-三烯丙基异氰脲酸酯、1，3，5-三烯丁基异氰脲酸酯、1，3，5-三烯戊基异氰脲酸酯； 采用通式(2)的异氰脲酸酯结构化合物包括1，3- 二烯丙基-5-甲基异氰脲酸酯、1，3- 二烯丁基-5-甲基异氰脲酸酯、1，3- 二烯戊基-5-甲基异氰脲酸酯、1，3- 二烯丙基-5-乙基异氰脲酸酯、1，3- 二烯丁基-5-乙基异氰脲酸酯、1，3- 二烯戊基-5-乙基异氰脲酸酯； 采用通式(3)的异氰脲酸酯结构化合物包括1-烯丙基-3，5-二甲基异氰脲酸酯、1-烯丁基-3，5-二甲基异氰脲酸酯、1-烯戊基-3，5-二甲基异氰脲酸酯、1-烯丙基-3，5-二乙基异氰脲酸酯、1-烯丁基_3，5- 二乙基异氰脲酸酯、1-烯戊基-3，5- 二乙基异氰脲酸酯、1-烯丙基-3，5- 二 (氟代甲基)异氰脲酸酯、1-烯丙基_3，5- 二 (三氟甲基)异氰脲酸酯。
3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于， 所述异氰脲酸酯结构化合物优选为1-烯丙基_3，5- 二甲基异氰脲酸酯、1-烯丁基-3，5-二甲基异氰脲酸酯、1-烯戊基-3，5-二甲基异氰脲酸酯、1-烯丙基-3，5-二乙基异氰脲酸酯、1-烯丁基_3，5- 二乙基异氰脲酸酯、1-烯戊基-3，5- 二乙基异氰脲酸酯、1-烯丙基-3，5- 二 (氟代甲基)异氰脲酸酯、1-烯丙基_3，5- 二 (三氟甲基)异氰脲酸酯、1，3- 二烯丙基-5-甲基异氰脲酸酯、1，3- 二烯丁基-5-甲基异氰脲酸酯、1，3- 二烯戊基-5-甲基异氰脲酸酯、1，3-二烯丙基-5-乙基异氰脲酸酯、1，3- 二烯丁基-5-乙基异氰脲酸酯、1，3- 二烯戊基-5-乙基异氰脲酸酯。
4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于， 所述异氰脲酸酯结构化合物更优选为1-烯丙基_3，5- 二甲基异氰脲酸酯、1-烯丁基-3，5- 二甲基异氰脲酸酯、1-烯戊基_3，5- 二甲基异氰脲酸酯、1-烯丙基_3，5- 二乙基异氰脲酸酯、1-烯丁基_3，5- 二乙基异氰脲酸酯、1-烯戊基_3，5- 二乙基异氰脲酸酯。
5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于，所述异氰脲酸酯结构化合物在电解液中的重量百分含量为0.1% 5%。
6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于，所述异氰脲酸酯结构化合物在电解液中的重量百分含量优选为0.3% 1.0%。
7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于，1，3-丙磺酸内酯在电解液中的重量百分含量为0.3% 10%，优选为2% 7%。
8.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。
9.根据权利要求1所述的锂离子二次电池电解液，其特征在于，所述锂盐选自LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)(其中，x、y 为正整数)、LiPF6、LiBF4、LiB0B、LiAsF6、Li (CF3SO2)2N、LiCF3SO3' LiClO4 或其组合。
10.一种锂离子二次电池，包括: 正极片； 负极片； 间隔于相邻正负极片之间的隔膜；以及 电解液； 其特征在于，所述电解液 为权利要求1-9中任一项所述的锂离子二次电池电解液。
全文摘要
本发明提供了一种锂离子二次电池及其电解液。所述锂离子二次电池电解液包括锂盐﹑非水溶剂、以及至少含有1,3-丙磺酸内酯(PS)和异氰脲酸酯结构化合物的添加剂，其中异氰脲酸酯结构化合物由下述通式(1)、通式(2)或通式(3)表示；通式(1)通式(2)通式(3)通式(1)中，n为1～3的正整数；通式(2)中，n为1～3的正整数，R1为C1～C6直链或支链烷基，烷基上的氢原子可以部分或全部被氟原子取代；通式(3)中，n为1～3的正整数，R1、R2为C1～C6直链或支链烷基，烷基上的氢原子可以部分或全部被氟原子取代。所述锂离子二次电池及其电解液能抑制电解液和正极材料之间的氧化反应，从而改善高温高压条件下的循环性能和存储性能。
文档编号H01M10/0525GK103199302SQ20131008538
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者褚春波, 付成华, 赵丰刚, 王阿忠, 韩昌隆, 叶世特 申请人:宁德新能源科技有限公司