0076] 本申请中的电解液及其裡离子电池的测试过程W及测试结果。
[0077] (1)裡离子电池的高溫循环性能测试
[007引在45°C下，先W0.5C的恒定电流对裡离子电池充电至4.5V，进一步W4.5V恒定电 压充电至电流为0.025C，然后Wo. 5C的恒定电流对裡离子电池放电至2.8V，此为一个充放 电循环过程，此次的放电容量为式1次循环的放电容量。将裡离子电池按上述方式进行循环 充放电测试，取第100次循环的放电容量。
[0079] 裡离子电池100次循环后的容量保持率（％ )=(第100次循环的放电容量/式1次循 环的放电容量）X 100%。
[0080] (2)裡离子电池的高溫存储性能测试
[0081 ] 在25°C下，先Wo . 5C的恒定电流对裡离子电池充电至4.5V，进一步W4.5V恒定电 压充电至电流为0.025C，然后将裡离子电池用排水法在去离子水中测好初始体积后置于60 °C下存储30天，待存储结束后，测试裡离子电池在高溫存储后的体积变化。
[0082] 裡离子电池高溫存储后的体积变化率（％ )=(裡离子电池高溫存储后的体积/裡 罔子电池局溫存储自U的体积）X 100%。
[0083] 实施例和对比例的性能测试结果如表1所示：
[0084] 表1:
[0086]
[0087]裡离子电池的性能测试结果分析：
[008引从实施例1-6与对比例1-3的对比中可W看出，添加立氣化棚-N-甲基化咯烧酬配 合物的裡离子电池，比不添加任何添加剂的对比例1的裡离子电池具有较好的高溫循环性 能W及高溫存储性能。
[0089]当S氣化棚-N-甲基化咯烧酬配合物含量大于5% (对比例3)时，其循环性能出现 恶化，可能是因为S氣化棚-N-甲基化咯烧酬配合物占据了非水有机溶剂过大的比例导致 电解液体系粘度变大，同时在正负极表面形成的界面膜过厚，影响了裡离子电池的循环性 能，然而存储性能仍进一步改善，运是因为高含量的=氣化棚-N-甲基化咯烧酬配合物一方 面可W在正负极表面形成良好的界面膜，降低了正极表面的反应活性，同时=氣化棚-N-甲 基化咯烧酬配合物含有路易斯碱，可W中和存储过程中产生的酸性气体，如PFs、HF、0)2等。 当S氣化棚-N-甲基化咯烧酬配合物在裡离子电池的电解液中的质量百分含量<0.1% (对 比例2)时，则过少的=氣化棚-N-甲基化咯烧酬配合物对裡离子电池的性能的改善不明显。 同理，从实施例7-30与对比例4-10的对比中可W看到类似的结果。
[0090] 从实施例4、10、16、22和28与对比例11和12的对比中可W看出，本申请使用的N取 代化咯烧酬比乙酸或者碳酸二甲醋有更好的高溫循环W及高溫存储性能。可能是因为N取 代化咯烧酬具有路易斯碱，可W中和循环存储过程中产生的酸性组分，捕获正极溶出的过 渡金属离子，防止负极固体电解质膜遭受破坏，从而改善循环存储稳定性。
[0091] 从实施例4、10、16、22和28和对比例13的对比中可W看出，本申请使用的前驱体R 基化咯烧酬比N，N-二甲基乙酷胺有更好的高溫循环W及高溫存储性能。可能是因为N取代 化咯烧酬的环状结构可W在负极开环聚合，参与负极固体电解质膜的生成，而且N取代化咯 烧酬中氮原子上没有氨原子，运样减少了电解液中活泼氨的存在，减少了 HF等物质生成的 可能，保护正极材料不被腐蚀，改善了电池的循环性能。
[0092] 从实施例4和对比例14的对比中可W看出，本申请使用S氣化棚-甲基化咯烧酬比 单独甲基化咯烧酬有更好的高溫循环。可能是=氣化棚-甲基化咯烧酬可W形成更稳定的 正极固体电解质膜，保护正极表面稳定，同时可W溶解沉积在正负极表面的氣化裡，缓解正 负极孔道被堵塞的情况，延长电池的循环寿命。
[0093] 实施例31~36
[0094] 按照实施例1的制备方法，W表2所示的添加剂的化合物和含量制备裡离子电池， 测试得到的高溫循环后的容量保持率、高溫存储后的体积膨胀率如表2所示。
[0095] 表2:
[0097]由此可见，本申请所提供的一种裡离子电池及其电解液与新型添加剂，可W在正 负极表面形成良好的界面膜，可W降低正极表面的反应活性，抑制电解液在正极表面的氧 化分解；同时利用该化合物中所含有的路易斯碱的特性捕获在电解液中产生的酸性组分和 过渡金属离子，W改善电池在高电压下的高溫存储性能W及循环性能。
[0098] W上是本申请的较佳实施例的具体说明，但本申请并不限于所述实施例，某些变 形或替换化合物均包含在本申请权利要求所限定的范围内。此外，本申请使用了某些特定 的术语，但运些术语只是为了方便说明，并不对本申请构成任何限制。
【主权项】
1. 一种电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括N取代 吡咯烷酮-三氟化硼配位化合物。2. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合 物选自如式I所示结构式的化合物中的至少一种：其中，R选自取代或未取代的ChSO烷基、取代或未取代的C2~30烯基、取代或未取代的 C2~3Q炔基、取代或未取代的C6^26的芳基； 取代基选自卤素。3. 根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，R选自取代或未取代的烷基、取代或 未取代的C2~2〇烯基;R优选为直链或支链的&~12烷基、C2~ 12烯基、(^12环烷基。4. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合 物选自三氟化硼-N-甲基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙基吡咯烷酮、三氟化硼-N-丙基吡咯烷 酮、三氟化硼-N-异丙基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙烯基吡咯烷酮、三氟化硼-N-丙烯基吡咯 烷酮、三氟化硼-N-异丙烯基吡咯烷酮、三氟化硼-N-辛基吡咯烷酮、三氟化硼-N-环己基吡 咯烷酮中的至少一种;优选三氟化硼-N-甲基吡咯烷酮、三氟化硼-N-乙基吡咯烷酮、三氟化 硼-N-乙烯基吡咯烷酮中的至少一种。5. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合 物的质量为电解液总质量的〇. 1 %~5%。6. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳 酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙 酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1，4_ 丁内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸 丙酯以及丁酸乙酯中的至少一种。7. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、 高氯酸锂、六氟砷酸锂、四氟草酸磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、双草 酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、LiN(S0 2RF)2、LiN(S02F)(S02RF)中的至少一种，其中，RF为-C nF2n+1，n为l~10的整数;优选LiPF6、LiN(S0 2RF)2中的至少一种。8. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐在电解液中的浓度为0.3M~ 1.8M〇9. 一种锂离子电池，包括:正极片，包括正极集流体以及设置于正极集流体上的含有正 极活性材料的正极膜片；负极片，包括负极集流体以及设置于负极集流体上的含有负极活 性材料的负极膜片；隔离膜，间隔于相邻正负极片之间；电解液；以及包装箱;其特征在于， 所述电解液为权利要求1~8中任一项所述的电解液。10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极活性材料选自钴酸锂、镍 钴锰酸锂三元材料、磷酸亚铁锂以及锰酸锂中的至少一种，所述负极活性材料为碳材料和/ 或硅材料。
【专利摘要】本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种电解液及采用该电解液的锂离子电池。本申请的电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，添加剂包括N取代吡咯烷酮-三氟化硼配位化合物。本申请的电解液可在正负极表面形成良好的界面膜，可降低正极表面的反应活性，抑制电解液在正极表面的氧化分解；同时利用该化合物路易斯碱的特性捕获在电解液中产生的酸性组分和过渡金属离子，从而改善电池在高电压下的高温存储性能以及循环性能。
【IPC分类】H01M10/0567, H01M10/0525
【公开号】CN105633467
【申请号】CN201610192975
【发明人】王珂, 史松君, 谢岚, 王耀辉
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月30日