能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液及锂离子电池。所述的电解液包括非水有机溶剂、锂盐、正极成膜剂以及负极成膜剂，所述正极成膜剂为2，2′‑二氧代‑[4，4′‑二(1，3，2‑二氧硫杂环戊烷)]。所述的锂离子电池包括正极片、负极片，间隔设置于正极片和负极片之间的隔膜，以及电解液，所述电解液采用所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液。本发明专利技术的提供的电解液，制备工艺简单，原料廉价易得，其采用2，2′‑二氧代‑[4，4′‑二(1，3，2‑二氧硫杂环戊烷)]作为正极成膜剂，提高了三元电极材料的循环寿命，改善了锂离子电池高温循环性能。

Electrolyte and lithium ion battery capable of improving high cycle performance of lithium ion battery

The invention discloses an electrolyte and a lithium ion battery which can improve the cycling performance of lithium ion batteries at high temperature. The electrolyte includes non water organic solvent, lithium salt, positive electrode film forming agent, and negative film forming agent. The positive pole forming agent is 2, 2 ', two oxygen generation [4, 4' two (1, 3, 2, two oxo heteropentane)]. The lithium ion battery includes a cathode piece, a negative electrode, a septum between the cathode plate and the negative electrode, and an electrolyte. The electrolyte uses the electrolyte that can improve the performance of the high temperature cycle of the lithium ion battery. The electrolytes provided by the invention are simple in preparation, cheap and easy to obtain, with 2, 2 ', two oxygen generation, two (1, 3, 2, two oxo heteropentane)] as a positive film forming agent, which improves the cycle life of three meta electrode materials and improves the performance of high temperature cycle of lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液及锂离子电池
本专利技术特别涉及一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液及锂离子电池，属于锂离子电池

技术介绍
近年来锂电池被广泛应用到电动汽车中，锂电池正极使用三元材料、锰酸锂与磷酸铁锂为主，其中三元材料凭借着电压平台高电压平台、能量密度高、振实密度高以及低温性能出色等等，正在被各个厂家作为重点开发的材料体系。但三元材料也存在自身的问题，其中高温存储性能较差以及高温循环容量保持率较差。而锂电池组在电动车实际使用中，即便是有BMS的管控，模组温升也往往达到50℃以上，目前三元材料循环寿命并不理想，因此如何提升电池在高温情况下的循环寿命成为非常重要的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液及锂离子电池，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，包括：非水有机溶剂、锂盐、正极成膜剂以及负极成膜剂，所述正极成膜剂为2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]。进一步的，所述2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的分子结构如下：本专利技术实施例还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及电解液，所述电解液采用所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液。与现有技术相比，本专利技术的提供的电解液制备工艺简单，原料廉价易得，尤其是通过采用2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]作为正极成膜剂，可以显著提高三元电极材料的循环寿命，大幅改善锂离子电池高温循环性能。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例提供了一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，包括：非水有机溶剂、锂盐、正极成膜剂以及负极成膜剂，所述正极成膜剂为2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]；2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的分子结构如下：进一步的，所述正极成膜剂于所述非水有机溶剂中的含量为0.5wt％～6.0wt％。更进一步的，所述正极成膜剂于所述非水有机溶剂中的含量为0.5wt％～2.0wt％进一步的，所述锂盐于所述非水有机溶剂中的含量为0.8～1.6mol/L。优选的，所述锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4和LiBOB中的任意一种或两种上的组合，但不下于此。进一步的，所述负极成膜剂于非水有机溶剂中的含量为0～3wt％。优选的，所述负极成膜剂包括二氧化碳、二硫化碳、碳酸亚乙烯酯、亚乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和亚硫酸乙烯酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯0～40wt％和链状碳酸酯60～100wt％。优选的，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。优选的，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。本专利技术实施例还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及电解液，所述电解液采用所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液。进一步的，所述正极的材质包括LiCoO2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Mn1.5O4、LiFePO4、LiMn2O4中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，所述负极的材质包括人工石墨、天然石墨、硬碳、软碳以及中间相石墨中的任意一种，但不限于此。如下将结合具体实施例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。实施例1：正极片制作：正极活性物质为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(三元材料)，将LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(三元材料)、粘合剂PVDF、导电剂superP按质量比8∶1∶1采用有机溶剂NMP混合形成成糊状，之后均匀涂布在12μm的铝箔上，于120℃真空干燥12h后，辊压，切片，称量，之后于80℃真空干燥12h，制成正极片；负极片制作：负极活性物质为人工石墨，将人工石墨、粘结剂PVDF、导电剂superP按质量比8∶1∶1用有机溶剂NMP混合成糊状，之后均匀涂布在6μm的铜箔上，于120℃真空干燥12h后，辊压，切片，称量，再在80℃真空干燥12h，制成负极片；电解液的制作：配制EC∶EMC∶DEC＝30∶30∶40(wt％)非水有机溶剂，向所述非水有机溶剂中加入LiPF6、碳酸亚乙烯酯(VC)、2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]混合均匀形成电解液，其中LiPF6相对于非水有机溶剂的用量为1mol/L，碳酸亚乙烯酯(VC)于非水有机溶剂中的含量为1wt％，2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]于非水有机溶剂中的含量为0.5wt％。全电池扣式电制作：将正极片，负极片，隔膜Celard2325，以及电解液于真空手套箱(H2O、O2低于10ppm)中组装成CR2477型扣式电池。实施例2：除了将2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的量调整为1wt％外，电解液的其他组成和比例及电池的制备方法和步骤与实施例1相同。实施例3：除了将2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的量调整为2wt％外，电解液的其他组成和比例及电池的制备方法和步骤与实施例1相同。实施例4：除了将2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的量调整为4wt％外，电解液的其他组成和比例及电池的制备方法和步骤与实施例1相同。实施例5除了将2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的量调整为6wt％外，电解液的其他组成和比例及电池的制备方法和步骤与实施例1相同。对比例：除了将2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]的量调整为0wt％外，电解液的其他组成和比例及电池的制备方法和步骤与实施例1相同。将实施例1-5以及比较例所制作的电池，在55℃下实施如下的循环周期条件：①将电池放置恒温箱55℃环境下4h；(②充电：CC1Cto4.2V，CV4.2V0.02C；③休眠：30min；④放电：DC1Cto3.0V；⑤休眠：30min；⑥循环②③④⑤步骤300次。其第300次循环相对初始值的容量保持率如表1所示。表1为实施例1-5以及比较例所制作的电池第300次循环相对初始值的容量保持率对比第300次循环相对初始值的容量保持率显示出含有2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]添加剂能有效改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(三元材料)高温循环性能。.应当理解，上述实施例仅为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于包括非水有机溶剂、锂盐、正极成膜剂以及负极成膜剂，所述正极成膜剂为2，2’‑二氧代‑[4，4’‑二(1，3，2‑二氧硫杂环戊烷)]。

【技术特征摘要】
1.一种能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于包括非水有机溶剂、锂盐、正极成膜剂以及负极成膜剂，所述正极成膜剂为2，2’-二氧代-[4，4’-二(1，3，2-二氧硫杂环戊烷)]。2.根据权利要求1所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于：所述正极成膜剂于所述非水有机溶剂中的含量为0.5wt％～6.0wt％。3.根据权利要求2所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于：所述正极成膜剂于所述非水有机溶剂中的含量为0.5wt％～2.0wt％。4.根据权利要求1所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于：所述锂盐于所述非水有机溶剂中的含量为0.8～1.6mol/L；和/或，所述负极成膜剂于非水有机溶剂中的含量为0～3wt％。5.根据权利要求1-4中任一项所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于：所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯0～40wt％和链状碳酸酯60～100wt％。6.根据权利要求5所述的能够改善锂离子电池高温循环性能的电解液，其特征在于：所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卿，祝捷，
申请(专利权)人：江苏海基新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32