【技術實現步驟摘要】
本申請涉及一種鋰離子電池，尤其是一種高電壓體系鋰離子電池。
技術介紹
1、作為鋰離子電池四大件之一的電解液，對于鋰離子電池的性能具有重大影響。相比目前廣泛應用的碳酸酯基電解液(ec)，羧酸酯溶劑介電常數較高而黏度較小，且熔點比碳酸酯低，因此，是一種性能優良的低溫溶劑。但目前廣泛應用的羧酸酯溶劑基本為甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯等小分子溶劑，且通常作為輔助溶劑與碳酸酯等溶劑復配使用，缺乏對羧酸酯溶劑及復配體系的綜合研究。cn107666011a公開了一種以羧酸酯為主溶劑的電解液體系，其研究發現，相同分子量的異構體，配置形成的電解液體系性能差異巨大。
2、另一方面，隨著電氣化技術的普及和發展，目前，對以鋰離子電池為代表的電化學儲能裝置的能量密度的要求越來越高。提升能量密度是當前研究的熱點和難點。提高傳統正極材料的充電截止電壓是提高能量密度的方法之一，例如將鈷酸鋰充電電壓提升至4.35v、4.4v，其電池的容量可以提升15％左右。但是，隨著工作電壓及充電截止電壓的提高，正極材料的氧化活性提高，正極活性物質與電解液的反應也隨之加速，導致電池在高電壓下氣脹嚴重，循環性能降低，嚴重制約了正極材料性能的發揮。另一方面，隨著電壓的提升，導致電芯的低溫充放放電性能急劇下降，特別是低溫-40°下放電容量明顯下降。
3、因此，開發適用于高電壓材料體系的電解液對提升電池整體性能具有重要意義，本申請開發了一種含有新型羧酸酯溶劑體系的高電壓電池，能較好解決當前高電壓電池的問題。
技術實
1、為解決上述問題，本專利技術提供一種鋰離子電池，包括正極、負極、電解液，所述電解液包括溶劑，所述溶劑包括化合物a和化合物b，且化合物a占所述溶劑的質量分數記為wa，化合物b占所述溶劑的質量分數為wb；所述化合物a滿足如下結構：
2、，
3、其中，r1、r2獨立地選自烴基、氟烴基，r1中甲基數量為x，2≤x≤5且r1主鏈中至少一個碳原子連接至少兩個甲基；
4、化合物b滿足如下結構式：
5、，
6、r和r’為亞甲基，且r和r’中的至少一個的至少一個h原子被f取代，且r、r’中含f原子的數量為y，1≤y≤4；
7、wa、wb、x、y滿足如下關系：
8、1.5≤wa/wb≤50；
9、3≤x+y≤7；
10、優選地，2.4≤wa/wb≤20；
11、優選地，3≤x+y≤5。
12、優選地，所述r1的主鏈碳原子數為1-3。
13、優選地，所述鋰離子電池至少包括一種充電截止電壓≥4.5v的正極活性物質。
14、優選地，所述負極嵌鋰截止電位≤1.0v。
15、優選地，所述r1和r2的碳原子數之和大于等于4且小于等于9。
16、優選地，所述r2的主鏈碳原子數為1-3。
17、優選地，所述化合物a中，所述r1、r2中的至少一個h原子被f取代。
18、優選地，所述化合物a中，r1中至少一個h原子被f取代。
19、優選地，所述化合物a和所述化合物b組成的混合物占所述溶劑總質量的60-100%。
20、優選地，所述化合物a和所述化合物b組成的混合物占所述溶劑總質量的70-100%。
21、優選地，所述化合物a和所述化合物b組成的混合物占所述溶劑總質量的80-100%。
22、優選地，所述化合物a和所述化合物b組成的混合物占所述溶劑總質量的90-100%。
23、優選地，所述正極活性物質為多種充電截止電壓≥4.5v的混合物。
24、本專利技術通過復配特定結構的兩種化合物形成電解液溶劑體系，意外地在高電壓電池體系中產生了較好的效果，明顯改善高電壓電池的常溫循環性能和低溫充放電性能。
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1.一種高電壓鋰離子電池，包括正極、負極、電解液，其特征在于，所述電解液包括溶劑，所述溶劑包括化合物A和化合物B，且化合物A占所述溶劑的質量分數記為wA，化合物B占所述溶劑的質量分數記為wB；所述化合物A滿足如下結構：
2.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述R1的主鏈碳原子數為1-3。
3.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池至少包括一種充電截止電壓≥4.5V的正極活性物質。
4.如權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于，所述充電截止電壓大于4.5V的正極活性物質占正極活性物質層所有正極活性物質的50wt%以上。
5.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負極嵌鋰截止電位≤1.0V。
6.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述R1和R2的碳原子數之和大于等于4且小于等于9。
7.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述R2的主鏈碳原子數為1-3。
8.如權利要求1所述的鋰離子電池，所述化合物A中，所述R1、R2中的至少一個H原子被F取代。>
9.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電解液中，碳酸酯的添加量小于電解液總質量的5wt%。
10.如權利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電解液中，碳酸酯的添加量小于電解液總質量的1wt%。
11.如權利要求10所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電解液中，碳酸酯的添加量小于電解液總質量的0.01wt%。
12.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述化合物A和所述化合物B組成的混合物占所述溶劑總質量的60-100%。
13.如權利要求12所述的鋰離子電池，其特征在于，所述化合物A和所述化合物B組成的混合物占所述溶劑總質量的70-100%。
14.如權利要求13所述的鋰離子電池，其特征在于，所述化合物A和所述化合物B組成的混合物占所述溶劑總質量的80-100%。
15.如權利要求14所述的鋰離子電池，其特征在于，所述化合物A和所述化合物B組成的混合物占所述溶劑總質量的90-100%。
16.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述化合物B占所述電解液溶劑的總質量的10%以上。
17.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述化合物B的結構式選自下列結構式中的一種：
...【技術特征摘要】
1.一種高電壓鋰離子電池，包括正極、負極、電解液，其特征在于，所述電解液包括溶劑，所述溶劑包括化合物a和化合物b，且化合物a占所述溶劑的質量分數記為wa，化合物b占所述溶劑的質量分數記為wb；所述化合物a滿足如下結構：
2.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述r1的主鏈碳原子數為1-3。
3.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池至少包括一種充電截止電壓≥4.5v的正極活性物質。
4.如權利要求3所述的鋰離子電池，其特征在于，所述充電截止電壓大于4.5v的正極活性物質占正極活性物質層所有正極活性物質的50wt%以上。
5.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負極嵌鋰截止電位≤1.0v。
6.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述r1和r2的碳原子數之和大于等于4且小于等于9。
7.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述r2的主鏈碳原子數為1-3。
8.如權利要求1所述的鋰離子電池，所述化合物a中，所述r1、r2中的至少一個h原子被f取代。
9.如權利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張雪，王明壇，楊雪，馮玉川，李崢，
申請(專利權)人：清陶昆山能源發展股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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