一种电解液及锂离子电池制造技术

为克服现有锂离子电池电解液动力学性能低，致使45℃浮充性能和大倍率放电性能不足的问题，本发明专利技术提供了一种电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括苯氧基五氟环三膦腈和双氟碳酸乙烯酯；以所述电解液的总质量为100％计，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.1％～5％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～10％。同时，本发明专利技术还公开了包括上述电解液的锂离子电池。本发明专利技术提供的电解液能够有效提高电池的45℃浮充性能和大倍率放电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及锂离子电池
本专利技术属于二次电池
，具体涉及一种电解液及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有比能量高、比功率大、循环寿命长、自放电小等显著优点，受到消费者的热烈欢迎，广泛应用于移动手机、数码相机、个人电脑等便携式电子产品市场，同时也成为当前动力和储能领域的重要选择，对发展“低碳经济”具有重要的意义。随着锂离子电池的日常广泛应用，客户对其安全性能及充电速度提出更高的要求。锂离子电池45℃浮充性能和大倍率放电性能可通过改善电解液来实现，当锂离子电池电解液具有更高的动力学性能时，该电池可提高大倍率放电的能力及在45℃浮充性能。
技术实现思路
针对现有锂离子电池电解液动力学性能低的问题，本专利技术提供了一种电解液及锂离子电池。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括苯氧基五氟环三膦腈和双氟碳酸乙烯酯；以所述电解液的总质量为100％计，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.1％～5％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～10％。可选的，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.2％～3％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～8％。可选的，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.3％～5％。可选的，所述锂盐选自有机锂盐和无机锂盐中的一种或多种。可选的，所述锂盐选自六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂中至少一种。可选的，所述电解液中，所述锂盐的浓度为0.5M～2M。可选的，所述电解液中，所述锂盐的浓度为0.9M～1.3M。可选的，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。另一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、隔离膜以及如权利要求1～8任意一项所述的电解液。可选地，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括钴酸锂、镍钴猛锂三元材料、磷酸亚铁锂和锰酸锂中的一种或多种。根据本专利技术提供的电解液，苯氧基五氟环三膦腈与双氟碳酸乙烯酯配合使用时，可在锂离子电池的正负极均生成稳定的钝化膜，有效及稳定的CEI和SEI的存在而显著改善电池45℃浮充性能和大倍率放电性能。苯氧基五氟环三膦腈其氧化电位比溶剂低，可以在电池正极表面氧化聚合形成致密的固体电解质相界面膜(CEI)，能有效减少溶剂在正极的分解，对电池性能非常有利，苯氧基五氟环三膦腈与锂形成的聚合物覆盖在正极表面，且该聚合物不易被电解液溶剂溶解，CEI更稳定，有效的减少充放电过程中正极界面阻抗的增加，降低电极极化现象，提高电池大倍率放电性能。同时，稳定的CEI膜能够防止正极材料中的过渡金属的溶出，稳定了正极材料的结构，减少浮充过程副反应，从而能够提高电池的浮充性能。双氟碳酸乙烯酯做为负极成膜(SEI)添加剂，在电池首次充电过程中在负极还原，双氟碳酸乙烯酯形成的SEI膜致密、稳定，降低负极界面内阻，提高电池的高温浮充性能。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括苯氧基五氟环三膦腈和双氟碳酸乙烯酯。以所述电解液的总质量为100％计，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.1％～5％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～10％。具体地，苯氧基五氟环三膦腈的化学结构式如下所示：双氟碳酸乙烯酯的化学结构式如下所示：苯氧基五氟环三膦腈与双氟碳酸乙烯酯配合使用时，可在锂离子电池的正负极均生成稳定的钝化膜，有效及稳定的CEI和SEI的存在而显著改善电池45℃浮充性能和大倍率放电性能。苯氧基五氟环三膦腈其氧化电位比溶剂低，可以在电池正极表面氧化聚合形成致密的固体电解质相界面膜(CEI)，能有效减少溶剂在正极的分解，对电池性能非常有利，苯氧基五氟环三膦腈与锂形成的聚合物覆盖在正极表面，且该聚合物不易被电解液溶剂溶解，CEI更稳定，有效的减少充放电过程中正极界面阻抗的增加，降低电极极化现象，提高电池大倍率放电性能。同时，稳定的CEI膜能够防止正极材料中的过渡金属的溶出，稳定了正极材料的结构，减少浮充过程副反应，从而能够提高电池的浮充性能。双氟碳酸乙烯酯做为负极成膜(SEI)添加剂，在电池首次充电过程中在负极还原，双氟碳酸乙烯酯形成的SEI膜致密、稳定，降低负极界面内阻，提高电池的高温浮充性能。在优选的实施例中，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.2％～3％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～8％。在优选的实施例中，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.3％～5％。在一些实施例中，所述锂盐选自有机锂盐和无机锂盐中的一种或多种。具体的，所述锂盐选自六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的一种或多种。在优选的实施例中，所述锂盐选自含有氟元素和锂元素的化合物中的至少一种。在一些实施例中，所述电解液中，所述锂盐的浓度为0.5M～2M。在优选的实施例中，所述电解液中，所述锂盐的浓度为0.9M～1.3M。若所述锂盐的浓度过低，电解液的电导率较低，会影响整个电池体系的倍率和循环性能；若所述锂盐的浓度过高，则电解液的粘度过大，同样不利于整个电池体系倍率的提高。在一些实施例中，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃中的至少两种。本专利技术的另一实施例提供了一种锂离子电池，包括正极、负极、隔离膜以及如上所述的电解液。在一些实施例中，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括钴酸锂、镍钴猛锂三元材料、磷酸亚铁锂和锰酸锂中的一种或多种。在一些实施例中，所述正极包括正极集流体和正极材料，所述正极材料覆盖于所述正极集流体上形成正极材料层。所述正极材料包括所述正极活性材料、正极粘结剂和正极导电剂。在优选的实施例中，所述正极活性材料选自钴酸锂或镍钴猛锂三元材料。在一些实施例中，所述锂离子电池的充电上限电压为4.5V。在一些实施例中，所述正极导电剂包括碳纳米管。所述正极粘结剂包括聚偏二氟乙烯。在一些实施例中，所述负极包括负极集流体以及设置于所述负极集流体上的负极材料。在一些实施例中，所述负极材料包括负极活性材料、负极导电剂和负极粘结剂。所述负极活性材料包括碳材料、金属合金、含锂氧化物及含硅材料中的一种或多种。在优选实施例中，所述负极活性材料选自石墨。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括苯氧基五氟环三膦腈和双氟碳酸乙烯酯；以所述电解液的总质量为100％计，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.1％～5％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～10％。/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括苯氧基五氟环三膦腈和双氟碳酸乙烯酯；以所述电解液的总质量为100％计，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.1％～5％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～10％。


2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述苯氧基五氟环三膦腈的质量百分含量为0.2％～3％，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.1％～8％。


3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述双氟碳酸乙烯酯的质量百分含量为0.3％～5％。


4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自有机锂盐和无机锂盐中的一种或多种。


5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李枫，张昌明，李引弟，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44