电解液和锂离子电池制造技术

本申请涉及一种电解液和锂离子电池，属于电池技术领域。该电解液包括锂盐、有机溶剂和电解液添加剂，电解液添加剂包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂。氟磺酸锂能够在正负极成膜，有效避免电解液在正极表面的催化氧化，抑制在高电压下电解液与正极的界面副反应，进而降低界面阻抗的增加，显著提升电池在高电压下的循环寿命；二氟磷酸锂可抑制在高电压下循环和高温存储过程中可能负极SEI膜的生长，并且可以防止电解质溶液的氧化和还原反应，进而降低在高电压下正极和负极界面阻抗增加，因此，二者协同可以有效抑制正负极阻抗的增加，能够明显提高在高电压下电池在循环和高温存储过程中的容量保持率，从而提高电池在高电压下的循环性能和存储性能。

【技术实现步骤摘要】
电解液和锂离子电池
本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种电解液和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有循环寿命长、比能量高、无记忆效应、充电快、体积小、重量轻等特点，广受人们青睐，已经广泛应用于便携式电子设备，纯电动和混合电动汽车。但是随着社会的发展，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，因此提高工作电压成为了下一代动力电池的主要发展方向。然而提高工作电压会使电池的循环性能和存储性能较差。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够使电池在高电压状态下具有较好的循环性能和存储性能的电解液。此外，还提供了一种锂离子电池。一种电解液，包括锂盐、有机溶剂和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂。上述电解液添加剂包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂，氟磺酸锂能够在正负极成膜，有效避免电解液在正极表面的催化氧化，抑制在高电压下电解液与正极的界面副反应，进而降低界面阻抗的增加，显著提升电池在高电压下的循环寿命，降低活性锂的损失；二氟磷酸锂可抑制在高电压下循环和高温存储过程中可能负极SEI膜的生长，并且可以防止电解质溶液的氧化和还原反应，进而降低在高电压下正极和负极界面阻抗增加，因此，二者协同可以有效抑制正负极阻抗的增加，能够明显提高在高电压下电池在循环和高温存储过程中的容量保持率，从而提高电池在高电压下的循环性能和存储性能。在其中一个实施例中，所述二氟磷酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.05％～2％，所述的氟磺酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.01％～2％。在其中一个实施例中，所述电解液添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯。在其中一个实施例中，所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～3％，所述硫酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～3％，所述亚硫酸丙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～2.5％。在其中一个实施例中，所述电解液添加剂还包括三(三甲基硅烷)磷酸酯。在其中一个实施例中，所述三(三甲基硅烷)磷酸酯在所述电解液中的质量百分含量为0.05％～1.0％。在其中一个实施例中，所述锂盐的浓度为0.8mol/L～1.5mol/L。在其中一个实施例中，所述锂盐为选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiAsF6、LiN(CF3SO2)2、LiCF3SO3、LiClO4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)中的一种或几种的组合，其中LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)中的x、y为自然数。在其中一个实施例中，所述有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯中的一种或几种的组合。一种锂离子电池，包括上述的电解液。具体实施方式本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。术语“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数据使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％.另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其他数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地制定为范围限制的数值，而且包涵盖于所述范围内的所有个别数值或范围，如同明确地制定每一数值及子范围一般。在具体实施方式及权利要求中，由术语“中的一者”连接的项目的列表可意味着所列相中的任一者。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的一者”意味着仅A或仅B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一者”意味着仅A；仅B；或仅C。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。在具体实施方式及权利要求中，由术语“中的至少一种”连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一种”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例二中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一种”意味着仅A；仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。一实施方式的电解液包括锂盐、有机溶剂和电解液添加剂，电解液添加剂包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂。二氟磷酸锂在化成和循环过程中，可以在负极上形成稳定耐用的SEI膜，由此二氟磷酸锂在高电压下可抑制循环和高温存储过程中可能负极SEI膜的生长，并且可以防止电解质溶液的氧化反应，从而降低循环和存储过程中阻抗的增加。进一步地，二氟磷酸锂在电解液中的质量百分含量为0.05％～2％，。在含量低于0.05％的情况下，二氟磷酸锂不能充分作用，而使形成的SEI膜稳定性不够好；在含量高于2％时，二氟磷酸锂在形成SEI膜时可能无法完全消耗，充分分解，未反应的过量的二氟磷酸锂可能在电解液中形成沉淀物，导致阻抗增加。氟磺酸锂在化成及循环过程中，不仅可以在电池负极表面成膜，在正极表面也同样可以形成稳定的电解液-界面膜(CEI膜)，有效阻止电解液与正极材料的直接接触，避免电解液在正极表面的催化氧化，进而降低界面阻抗的增加，提升电池的循环性能，同时能够减少金属离子的溶出，避免金属离子对负极SEI膜的破坏，从而提高在高电压下的循环性能，同时可显著改善高温存储性能。进一步地，氟磺酸锂在电解液中的质量百分含量为0.01％～2％。氟磺酸锂的含量低于0.01％的情况下，对高电压下循环性能改善较小；而含量高于2％的情况下，在锂离子电池充、放电过程中，氟磺酸锂在形成SEI膜时可能无法完全消耗，增大电池的阻抗，并影响锂离子电池的循环性能和使用寿命。需要说明的是，电解液添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯。氟代碳酸乙烯酯能够在负极表面形成无机成分更高的SEI膜，因此SEI膜也更加稳定，从而减少负极材料体积膨胀对SEI膜的破坏，能明显提升常温循环性能。进一步地，氟代碳酸乙烯酯在电解液中的质量百分含量为0.1％～3％，而使电池具有较好的循环性能。当氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量高于3％，可能会导致阻抗增加，循环性能改善不明显；氟代碳酸乙烯酯的质量百分含量低于0.1％，形成的SEI膜不够致密，对电极界面保护效果不够好。硫酸乙烯酯可优先所有添加剂分解成膜，其分解产物中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂和电解液添加剂，所述电解液添加剂包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂。


2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述二氟磷酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.05％～2％，所述的氟磺酸锂在所述电解液中的质量百分含量为0.01％～2％。


3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液添加剂还包括氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯和亚硫酸丙烯酯。


4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述氟代碳酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～3％，所述硫酸乙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～3％，所述亚硫酸丙烯酯在所述电解液中的质量百分含量为0.1％～2.5％。


5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液添加剂还包括三(三甲基硅烷)磷酸酯。


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【专利技术属性】
技术研发人员：田小东，褚春波，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44