本发明专利技术公开了一种高电压电解液，包括电解液溶剂、锂盐和电解液添加剂，其中电解液添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、三氟甲基苯硫醚、烯丙氧基三甲烷和三(三甲基硅烷)硼酸酯，电解液适用于高电压锂离子电池，高电压状态下电解液体系稳定性强，可有效提高电池的循环寿命和综合性能。本发明专利技术还公开了一种高电压锂离子动力电池，包括正极片、负极片、隔膜和上述高电压电解液，高电压电解液配合改进的正极高镍单晶三元材料和负极高温石墨化的人造石墨，提高了电极的机械强度和电化学稳定性，提升了充电截止电压，电池容量和电池续航能力高，电池循环寿命长。
A high voltage electrolyte and high voltage Li-ion power battery
【技术实现步骤摘要】
一种高电压电解液及高电压锂离子动力电池
本专利技术涉及锂离子二次电池
，尤其涉及一种高电压电解液及高电压锂离子动力电池。
技术介绍
18650是锂离子电池的鼻祖，具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，其容量一般为1200mah～3600mah之间，正常使用时循环寿命可达500次以上，是普通电池的两倍以上，安全性能高，不爆炸，不燃烧，无毒，无污染。近年来，随着新能源行业的持续发展，锂离子电池应用领域越来越广阔。因此消费市场对于锂离子电池的电池容量、使用寿命、续航能力等提出了更高的要求。目前锂离子电池充放电电压主流为4.2V-2.75V，如将充电截止电压由4.2V提高至4.35/4.40V后，电池容量将提升8-13％，显著提升电池的续航能力，这是锂电池发展的新趋势，但是，如何兼备高容量、高电压、长循环仍是锂离子电池产品的难题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种高电压电解液，添加了多种电解液添加剂，电解液适用于高电压状态，稳定性强，可有效提高电池的循环寿命和综合性能。本专利技术的目的之二在于提供一种应用上述电解液的高电压锂离子动力电池，通过改进电池配方和极片结构，提高电极的机械强度和电化学稳定性，提升充电截止电压，电池容量和电池续航能力高，电池循环寿命长。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种高电压电解液，包括电解液溶剂、锂盐和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括按重量百分比计的如下组分：氟代碳酸乙烯酯2-4％、硫酸乙烯酯0.4-0.6％、亚硫酸丙烯酯0.15-0.25％、三氟甲基苯硫醚0.1-0.8％、烯丙氧基三甲烷0.01-1.0％和三(三甲基硅烷)硼酸酯0.05-1.0％。优选地，所述电解液添加剂包括按重量百分比计的如下组分：氟代碳酸乙烯酯3％、硫酸乙烯酯0.5％、亚硫酸丙烯酯0.2％、三氟甲基苯硫醚0.5％、烯丙氧基三甲烷0.2％和三(三甲基硅烷)硼酸酯0.4％。进一步地，所述电解液溶剂包括按重量百分比计的如下组分：碳酸乙烯酯5-20％、碳酸二甲酯5-20％和碳酸甲乙酯60-90％。进一步地，所述锂盐的浓度为1.2-1.5mol/L。优选地，所述锂盐的浓度为1.4mol/L。锂离子电池通过电池内部的锂离子在正负极之间的来回移动，从而完成充电/放电的过程。电池在首次充电过程中，电解液溶剂在负极石墨表面发生反应形成负极SEI膜，此过程消耗锂离子、且反应不可逆。因此，本申请配合其他电解液成分，优选地采用1.4mol/L的锂盐浓度，增加了电池内的可逆锂离子，同时有利于延长电池的寿命。实现本专利技术的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：一种高电压锂离子动力电池，包括正极片、负极片、隔膜和权利要求1-3任一项所述的高电压电解液；所述正极片包括正极金属箔片、正极涂层和正极耳，所述负极片包括负极金属箔片、负极涂层和负极耳。优选地，所述正极涂层包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂，所述正极活性物质包括高镍单晶三元材料LiNiXMnYCoZO2，其中，0.80＜X≤0.95，0.01≤Y＜0.1，0.01≤Z＜0.1，X+Y+Z＝1.0。所述负极涂层包括负极活性物质、负极导电剂、负极悬浮剂和负极粘结剂，所述负极活性物质为人造石墨，所述人造石墨是在3000-3300℃下石墨化制备而成。所述正极耳与所述正极金属箔片导电连接，所述正极耳位于所述正极片长度方向的1/3-1/5处；所述负极耳与所述负极金属箔片导电连接，所述负极耳包括分别设置在所述负极片两端的共2pcs负极耳。所述正极金属箔片为金属铝箔或涂炭铝箔；所述负极金属箔片为金属铜箔或涂炭铜箔。进一步地，所述正极活性物质的振实密度为1.8-2.2g/cm3；所述正极活性物质的比表面积为0.4-0.42m2/g；所述正极活性物质的D50为3-7μm；所述正极活性物质的克容量为180-205mAh/g。所述负极活性物质的振实密度为1.0-1.2g/cm3；所述负极活性物质的比表面积为0.8-1.2m2/g；所述负极活性物质的D50为13-17μm；所述负极活性物质的克容量为340-360mAh/g。进一步地，所述正极涂层包括按重量百分比计的如下组分：正极活性物质93.0-97.2％、正极导电剂0.2-4.0％、正极粘结剂1.0-4.0％；所述负极涂层包括按重量百分比计的如下组分：负极活性物质94.0-96.8％、负极导电剂0.4-2.4％、负极悬浮剂1.0-3.0％、负极粘结剂1.2-2.2％。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术的高电压电解液搭配最佳浓度的锂盐、最佳配比的电解液溶剂和多种电解液添加剂，适用于高电压锂离子电池，提高了电池容量，稳定性强，可逆锂离子充足，充放电时可有效保护正极和负极，提高了高电压下电池的循环寿命和综合性能。2、本专利技术改进后的正极片电阻更小，电导率更好，循环性能更佳，安全稳定；改进后的负极活性物质内部结构稳定，嵌锂能力高，适用于高电压体系，有利于提升电池的循环寿命和综合性能。3、本专利技术设计了特殊结构的正极耳和负极耳，减小了电池内阻，提高了电池性能，减小电池产热量、安全性能提高。4、本专利技术的高电压锂离子动力电池额定容量为2800mAh，充电截止电压为4.35V/4.40V，提高了电池容量，电池性能良好、使用寿命长，单只原材料成本低，性价比高。具体实施方式下面，结合具体实施方式，对本专利技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。本实施例提供了一种高电压电解液，包括电解液溶剂、锂盐和电解液添加剂。其中，电解液添加剂包括按重量百分比计的如下组分：氟代碳酸乙烯酯(FEC)2-4％、硫酸乙烯酯(DTD)0.4-0.6％、亚硫酸丙烯酯(PS)0.15-0.25％、三氟甲基苯硫醚(PTS)0.1-0.8％、烯丙氧基三甲烷(AMSL)0.01-1.0％和三(三甲基硅烷)硼酸酯(TMSB)0.05-1.0％。本实施例添加了多种高电压电解液添加剂协同提升电池的综合性能。其中，FEC为负极成膜添加剂，在负极活性物质表面形成致密、阻抗小的SEI膜，有利于提升倍率、循环、存储性能；FEC还能在循环后期不断修复因石墨颗粒体积变化引起的SEI膜裂缝，进而提升循环寿命。DTD为负极成膜添加剂，可提高首次充放电效率，进而提高电池初始容量；同时还能减少副反应的发生，进而减少电池内部产气，有利于提升电池的循环性能。AMSL参与负极成膜，先于电解液溶剂分子在负极表面发生还原反应，保护负极活性物颗粒不被溶剂分子破坏，形成结构及性能稳定的SEI膜，显著提高电池的倍率性能；由于动力电池在高倍率放电过程温度会明显升高，高温引起电解液分解产生H和F，结合会形成强腐蚀性的HF进而腐蚀集流体，引起电池性能降低；AMSL作为高温稳定添加剂，其硅氧键和烯键极易捕获高温下电解液的分解产物H和F，防止集本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高电压电解液，其特征在于，包括电解液溶剂、锂盐和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括按重量百分比计的如下组分：氟代碳酸乙烯酯2-4％、硫酸乙烯酯0.4-0.6％、亚硫酸丙烯酯0.15-0.25％、三氟甲基苯硫醚0.1-0.8％、烯丙氧基三甲烷0.01％-1.0％和三(三甲基硅烷)硼酸酯0.05％-1.0％。/n
【技术特征摘要】
1.一种高电压电解液，其特征在于，包括电解液溶剂、锂盐和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括按重量百分比计的如下组分：氟代碳酸乙烯酯2-4％、硫酸乙烯酯0.4-0.6％、亚硫酸丙烯酯0.15-0.25％、三氟甲基苯硫醚0.1-0.8％、烯丙氧基三甲烷0.01％-1.0％和三(三甲基硅烷)硼酸酯0.05％-1.0％。
2.根据权利要求1所述的高电压电解液，其特征在于，所述电解液添加剂包括按重量百分比计的如下组分：氟代碳酸乙烯酯3％、硫酸乙烯酯0.5％、亚硫酸丙烯酯0.2％、三氟甲基苯硫醚0.5％、烯丙氧基三甲烷0.2％和三(三甲基硅烷)硼酸酯0.4％。
3.根据权利要求1所述的高电压电解液，其特征在于，所述电解液溶剂包括按重量百分比计的如下组分：碳酸乙烯酯5-20％、碳酸二甲酯5-20％和碳酸甲乙酯60-90％。
4.一种高电压锂离子动力电池，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜和权利要求1-3任一项所述的高电压电解液；所述正极片包括正极金属箔片、正极涂层和正极耳，所述负极片包括负极金属箔片、负极涂层和负极耳。
5.根据权利要求4所述的高电压锂离子动力电池，其特征在于，所述正极涂层包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂，所述正极活性物质包括高镍单晶三元材料LiNiXMnYCoZO2，其中，0.80＜X≤0.95，0.01≤Y＜0.1，0.01≤Z＜0...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧瑞先，朱燕飞，黄国文，黄延新，黄文星，
申请(专利权)人：深圳市卓能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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