一种快充电解液及应用制造技术

本发明专利技术公开一种快充电解液及应用，包括溶剂、锂盐和添加剂；溶剂包括甲酸甲酯、乙烯碳酸脂，碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂；添加剂为烯丙氧基三甲硅；优选溶剂中各组分的质量比为：甲酸甲酯：乙烯碳酸脂：碳酸甲乙酯：二甲基碳酸脂为1：(1至3)：(1至2)：(1至4)；将本发明专利技术的快充电解液应用于锂离子电池；本发明专利技术在负极表面形成稳定的SEI膜，降低锂离子迁移位阻；所得锂离子电池充电倍率及循环性能显著提升。电池充电倍率及循环性能显著提升。电池充电倍率及循环性能显著提升。

【技术实现步骤摘要】
一种快充电解液及应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种快充电解液及应用。

技术介绍

[0002]目前，功能性锂离子电池成为各大应用平台研发的重点。市场上对快从电池的需求进一步提升，快充电池能承受得住大电流进行超快速充电，解决了电动车充电时长远大于传统加油的问题，市面上已有在快充方面性能较好的电池。但是，终端汽车厂商一直在追求一款既是快充、又具备高安全，循环寿命长的锂离子电池。
[0003]快速充电技术瓶颈在于负极的嵌锂能力及电解液的导电速率，其中，电解液的导离子能力限制了锂离子在正负极间的传导速率，限制了电池的快充能力和安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种快充电解液，本专利技术在负极表面形成稳定的SEI膜，降低锂离子迁移位阻。
[0005]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种快充电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂；
[0006]溶剂包括甲酸甲酯、乙烯碳酸脂，碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂；
[0007]添加剂为烯丙氧基三甲硅(AMSL)。
[0008]优选溶剂中各组分的质量比为：
[0009]甲酸甲酯(MF)：乙烯碳酸脂(EC)：碳酸甲乙酯(EMC)：二甲基碳酸脂(DMC)为1：(1至3)：(1至2)：(1至4)。
[0010]优选烯丙氧基三甲硅占溶剂的质量百分比为3％至5％。本专利技术中AMSL的用量为3％
‑
5％，用量太大，成本高，用量太小，无法形成稳定的SEI膜。r/>[0011]优选锂盐的浓度为1至2mol/L。本专利技术锂盐用量充足，电解液导电率越大。
[0012]优选锂盐包括锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、高氯酸锂和六氟砷酸锂中的一种或几种。
[0013]进一步优选锂盐包括六氟磷酸锂和高氯酸锂，其中，六氟磷酸锂物质的量是高氯酸锂的1至2倍。本专利技术中LiPF6是一种化学稳定性高，环境友好的锂盐，溶解度高，适用于以上溶剂体系；LiClO4具有强氧化性，应用于电解液有效提升导电率，与具有强还原性的AMSL配合使用，AMSL与LiClO4有效反应形成稳定SEI膜，不消耗正极锂，有效提升循环性能。
[0014]优选碳酸甲乙酯用量小于或者等于乙烯碳酸脂的用量。本专利技术中EMC用量过多，压缩MF的用量，影响AMSL的溶解。
[0015]本专利技术的另一目的在于提供一种快充锂离子电池，本专利技术使用快充电解液，负极表面形成有稳定的SEI膜，充电倍率及循环性能显著提升。
[0016]为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种快充锂离子电池，包括正极、负极和本专利技术的快充电解液；
[0017]所述负极的活性物质为石墨。
[0018]优选所述快充电解液中甲酸甲酯、乙烯碳酸脂、碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂的质量比为1：3：2：4；
[0019]锂盐浓度为2mol/L；
[0020]烯丙氧基三甲硅占溶剂的质量百分比为5％。
[0021]优选锂盐包括六氟磷酸锂和高氯酸锂，其中，六氟磷酸锂是高氯酸锂质量的2倍。本专利技术通过使用锂盐LiPF6搭配LiClO4提升电解液的导电率，另一方面，通过加入添加剂AMSL，与LiClO4相互配合作用，在负极表面形成稳定的SEI膜，延长循环寿命。
[0022]通过采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0023]本专利技术的电解液中添加剂为烯丙氧基三甲硅(AMSL)，AMSL具有强还原性，优先得到锂离子发生化学反应，产物可附着于负极表面，为SEI膜的一部分，形成稳定的SEI膜覆盖到石墨负极的表面；其中，AMSL与DMC都具有含氧基团，根据相似相溶原则，AMSL与锂盐形成SEI膜时，DMC可存在于SEI膜表层，于SEI膜表层形成混合相，降低锂离子迁移位阻；本专利技术中AMSL与溶剂之间的协同作用，去溶剂化，降低离子嵌入的位阻，增大电解液导电率，提升充电倍率，提升电池的循环性能；
[0024]本专利技术中溶剂为甲酸甲酯(MF)、乙烯碳酸脂(EC)，碳酸甲乙酯(EMC)，二甲基碳酸脂(DMC)的组合物；其中，碳酸脂类添加剂EC为必选溶剂，因EC具有一定的成膜效果，一方面作为溶剂，另一方面作为成膜添加剂；MF为配比溶剂，帮助溶解锂盐添加剂；DMC是具有良好的电化学稳定性，低的粘度，有利于提升电导率，同时可以与AMSL之间产生协同作用，形成稳定的SEI膜，适用于含有AMSL体系的电解液；EMC是一种极性溶剂，与EC搭配使用，帮助EC成膜；
[0025]本专利技术提出的快充电解液，有效提升电池的充电倍率，提升电池的循环性能。
[0026]从而实现本专利技术的上述目的。
附图说明
[0027]图1是本专利技术实施例1至4以及对比例所得电解液制成锂离子电池的循环性能曲线(1C/1C，25℃)。
具体实施方式
[0028]为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。
[0029]实施例1
[0030]本实施例公开一种快充电解液，具体组成如下：
[0031]溶剂(质量比)：MF:EC:EMC:DMC＝1：1：1：1；
[0032]锂盐浓度为1mol/L；LiPF6与LiClO4摩尔比为1：1；
[0033]添加剂AMSL占溶剂的质量百分比为3％。
[0034]实施例2
[0035]本实施例公开一种快充电解液，具体组成如下：
[0036]溶剂(质量比)：MF:EC:EMC:DMC＝1：2：2：3；
[0037]锂盐：1.3mol/L；LiPF6与LiClO4摩尔比为1.3：1；
[0038]添加剂AMSL占溶剂的质量百分比为4％。
[0039]实施例3
[0040]本实施例公开一种快充电解液，具体组成如下：
[0041]溶剂(质量比)：MF:EC:EMC:DMC＝1：3：2：3；
[0042]锂盐：1.6mol/L；LiPF6与LiClO4摩尔比为1.6：1；
[0043]添加剂：AMSL 5％。
[0044]实施例4
[0045]本实施例公开一种快充电解液，具体组成如下：
[0046]溶剂：MF:EC:EMC:DMC＝1：3：2：4；
[0047]锂盐：2mol/L；LiPF6：LiClO4＝2：1；
[0048]添加剂AMSL占溶剂的质百分比为5％。
[0049]对比例
[0050]本例公开一种快充电解液，具体组成如下：
[0051]溶剂(质量比)：EC:EMC:DMC＝1：1：1；
[0052]锂盐：1mol/L；LiPF6。
[0053]测试实施例1至4以及对比例所得电解液的电导率，具体详见表1所示。
[0054]表1实施例1至4以及对比例所得电解液的电导率
[0055]组别电导率(S/cm)对比例6.4实施例17.7实施例27.8实施例37.9实施例48.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快充电解液，其特征在于：包括溶剂、锂盐和添加剂；溶剂包括甲酸甲酯、乙烯碳酸脂，碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂；添加剂为烯丙氧基三甲硅。2.如权利要求1所述的一种快充电解液，其特征在于：溶剂中各组分的质量比为：甲酸甲酯：乙烯碳酸脂：碳酸甲乙酯：二甲基碳酸脂为1：(1至3)：(1至2)：(1至4)。3.如权利要求1所述的一种快充电解液，其特征在于：烯丙氧基三甲硅占溶剂的质量百分比为3％至5％。4.如权利要求1所述的一种快充电解液，其特征在于：锂盐的浓度为1至2mol/L。5.如权利要求1所述的一种快充电解液，其特征在于：锂盐包括锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、高氯酸锂和六氟砷酸锂中的一种或几种。6.如权利要求5所述的一种快充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓玉，李炳江，王立群，郑浪，
申请(专利权)人：常州赛得能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：