电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种电解液，包含非水有机溶剂、电解质锂盐、第一添加剂，所述电解质锂盐包含六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂，所述第一添加剂包含氟代酸酐、二氟草酸硼酸锂和磷酸盐。本发明专利技术还提供一种包含上述电解液的锂离子电池。本发明专利技术的电解液的高低温性能优异，且能在室温条件下储存和运输。

Electrolyte and lithium ion battery

The invention provides an electrolyte containing a non-aqueous organic solvent, electrolyte, the first additive, the electrolyte containing six lithium fluoride, double fluorosulfonylimide lithium tetrafluoroborate and oxalic acid lithium phosphate, the first additive containing fluorinated anhydride, two fluorine lithium oxalate borate and phosphate. The invention also provides a lithium ion battery containing the electrolyte. The electrolyte has excellent properties of high and low temperature, and can be stored and transported at room temperature.

【技术实现步骤摘要】
电解液及锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种电解液及应用该电解液的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池电解液一般通过加入环状硫酸酯类添加剂以获得良好的高低温性能，然而环状硫酸酯类物质在室温条件下容易分解，导致含有环状硫酸酯类添加剂的电解液必须在低于室温环境条件下储存和运输。同时该电解液的保质期小于6个月，给使用者带来诸多不便。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种电解液，旨在保证电解液具有较佳的高低温性能的同时，还能够在室温条件下保存。为实现上述目的，本专利技术提供的电解液，包含非水有机溶剂、电解质锂盐、第一添加剂，所述电解质锂盐包含六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂，所述第一添加剂包含氟代酸酐、二氟草酸硼酸锂和磷酸盐。优选地，所述氟代酸酐为三氟乙酸酐、三氟甲基磺酸酐及全氟戊二酸酐中的至少一种。优选地，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、复合磷酸盐、六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸钾及六偏磷酸钾中的至少一种。优选地，所述非水有机溶剂为环状碳酸酯、链状碳酸酯和线状羧酸酯，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯及γ-丁内酯中的至少一种。优选地，所述非水有机溶剂在电解液中的质量百分比为75～82％，所述第一添加剂在电解液中的质量百分比为1.6～5％。优选地，所述六氟磷酸锂在电解液中的摩尔浓度为0.9～1.4mol/L；且/或，所述双氟磺酰亚胺锂在电解液中的摩尔浓度为0.02～0.6mol/L；且/或，所述四氟草酸磷酸锂在电解液中的摩尔浓度为0.02～0.6mol/L。优选地，所述电解液还包含有第二添加剂，所述第二添加剂为丁二腈、己二腈、2，4，5-三氟苯腈、戊二腈、3，4-二氟苯腈、2，4-二氟苯乙腈、环己基腈、2，3-二氟苯乙腈、1，4-丁烯二腈及3，4-二甲氧基苄腈中的至少一种，所述第二添加剂占电解液的质量百分比范围为2～10％。优选地，所述电解液还含有第三添加剂，所述第三添加剂为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、乙二醇双丙腈醚、氟苯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1，3－丙烯磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、氟乙酸乙酯、二氟乙酸乙酯及三氟乙酸乙酯中的至少一种，所述第三添加剂在电解液中的质量百分比为0.3～10％。本专利技术还提供一种锂离子电池，包括正极和负极，所述锂离子电池还包括所述的电解液，所述正极和所述负极浸没于所述电解液中。优选地，所述正极包含活性材料，所述活性材料为LiCoxL1-xO2，其中0＜x≤1，L为Al、Sr、Mg、Si、Zn、Zr、Ca、Fe或Ti。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术的电解液中非水有机溶剂作为正负极之间锂离子运输的载体，电解液中添加有第一添加剂，该第一添加剂中含有的二氟草酸硼酸锂、氟代酸酐和磷酸盐，与电解质锂盐中的双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂共同作用下，首次充放电过程中能够在电极表面形成一层致密、稳定的SEI膜(固体电解质界面膜)，优化了电极表面膜的结构，减小电极和电解液之间的电阻，抑制电极的表面活性，从而抑制电解液与电极活性物质的进一步接触，减少电解液中的非水有机溶剂在电极表面的氧化分解，从而改善含有该电解液的锂离子电池的高低温性能；进一步地，该第一添加剂在室温条件下具有较好的稳定性，而电解液中的其他组分在室温条件下均可以稳定存在，故该电解液能够在室温条件下运输和保存。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提供一种电解液。该电解液，包含非水有机溶剂、电解质锂盐、第一添加剂，所述电解质锂盐包含六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂，所述第一添加剂包含氟代酸酐、二氟草酸硼酸锂和磷酸盐。本专利技术的电解液中添加有第一添加剂，该第一添加剂中含有的二氟草酸硼酸锂、氟代酸酐和磷酸盐，与电解质锂盐中的双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂共同作用下，在首次充放电过程中能够在电极表面形成一层致密、稳定的SEI膜(固体电解质界面膜)，优化了电极表面膜的结构，减小电极和电解液之间的电阻，抑制电极的表面活性，从而抑制电解液与电极活性物质的进一步接触，减少电解液中的非水有机溶剂在电极表面的氧化分解，从而改善含有该电解液的锂离子电池的高低温性能；进一步地，该第一添加剂在室温条件下具有较好的稳定性，使得该电解液能够在室温条件下运输和保存。所述氟代酸酐为三氟乙酸酐、三氟甲基磺酸酐及全氟戊二酸酐中的至少一种。所述磷酸盐为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、复合磷酸盐、六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸钾及六偏磷酸钾中的至少一种。所述非水有机溶剂为环状碳酸酯、链状碳酸酯和线状羧酸酯，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯及γ-丁内酯中的至少一种。进一步地，所述链状碳酸酯为碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸二甲酯中的至少一种；所述线状羧酸酯为乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯或碳酸甲丙酯中的至少一种。本专利技术技术方案选用环状碳酸酯、链状碳酸酯和线状羧酸酯作为共溶剂，有效改善电解液对石墨负极的浸润性，降低电极/电解液之间的界面阻抗，改善锂离子电池的循环性能和高低温性能。所述非水有机溶剂在电解液中的质量百分比为75～82％，所述第一添加剂在电解液中的质量百分比为1.6～5％。所述六氟磷酸锂在电解液中的摩尔浓度为0.9～1.4mol/L；且/或，所述双氟磺酰亚胺锂在电解液中的摩尔浓度为0.02～0.6mol/L；且/或，所述四氟草酸磷酸锂在电解液中的摩尔浓度为0.02～0.6mol/L。本专利技术技术方案的六氟磷酸锂作为电解质锂盐的主体，其具有电导率高，耐氧化还原性强，使正极集流体铝箔发生钝化提高正极耐腐蚀性等优点；双氟磺酰亚胺锂具有较好的热稳定性，且能够参与形成SEI膜，进而提高锂离子电池的高温存储性能和低温充放电性能；四氟草酸磷酸锂用于改善电解液的低温性能。所述电解液还包含有第二添加剂，所述第二添加剂为丁二腈、己二腈、2，4，5-三氟苯腈、戊二腈、3，4-二氟苯腈、2，4-二氟苯乙腈、环己基腈、2，3-二氟苯乙腈、1，4-丁烯二腈或3，4-二甲氧基苄腈中的至少一种，所述第二添加剂占电解液的质量百分比为2～10％。本专利技术技术方案的电解液还包含第二添加剂，用于络合金属离子，抑制金属离子溶出，保护正极，有效提升锂离子电池高温储存性能、减少厚度膨胀并提高锂离子电池容量保持率。所述电解液还含有第三添加剂，所述第三添加剂为碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯、乙二醇双丙腈醚、氟苯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1，3－丙烯磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、氟乙酸乙酯、二氟乙酸乙酯或三氟乙酸乙酯中的至少一种，所述第三添加剂在电解液中的质量百分比为0.3～10％。本专利技术技术方案的碳酸亚乙烯酯(VC)加入到电解液中并制成锂离子电池后，化成时它优先于碳酸乙烯酯(EC)等溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解液，包含非水有机溶剂、电解质锂盐、第一添加剂，所述电解质锂盐包含六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂，其特征在于，所述第一添加剂包含氟代酸酐、二氟草酸硼酸锂和磷酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种电解液，包含非水有机溶剂、电解质锂盐、第一添加剂，所述电解质锂盐包含六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂和四氟草酸磷酸锂，其特征在于，所述第一添加剂包含氟代酸酐、二氟草酸硼酸锂和磷酸盐。2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述氟代酸酐为三氟乙酸酐、三氟甲基磺酸酐及全氟戊二酸酐中的至少一种。3.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述磷酸盐为三聚磷酸钠、多聚磷酸钠、复合磷酸盐、六偏磷酸钠、三聚磷酸钾、焦磷酸钾及六偏磷酸钾中的至少一种。4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂为环状碳酸酯、链状碳酸酯和线状羧酸酯，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯及γ-丁内酯中的至少一种。5.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂在电解液中的质量百分比为75～82％，所述第一添加剂在电解液中的质量百分比为1.6～5％。6.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述六氟磷酸锂在电解液中的摩尔浓度为0.9～1.4mol/L；且/或，所述双氟磺酰亚胺锂在电解液中的摩尔浓度为0.02～0.6mol/L；且/或，所述四氟草酸磷酸锂在电解液中的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：高歌，谢青松，杨文峰，杨宁江，
申请(专利权)人：湛江市金灿灿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44