一种非水电解液和包括该非水电解液的电池制造技术

本发明专利技术提供了一种非水电解液和包括该非水电解液的电池。本发明专利技术的非水电解液包括添加剂，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂和化合物A；其中，所述第一添加剂选自丙酸乙酯；所述第二添加剂选自丙酸丙酯；所述化合物A选自至少一种具有式Ⅰ所示结构的化合物；式Ⅰ中，取代基R选自酯基。所述非水电解液具有低粘度、高电导的特性，同时可以保持稳定的电极/电解液界面。当本发明专利技术的非水电解液应用在电池中，电池既能取得优异的充电动力学性能，也能实现改善的循环寿命。改善的循环寿命。改善的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液和包括该非水电解液的电池


[0001]本专利技术属于电池
，具体涉及一种非水电解液和包括该非水电解液的电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着锂离子电池的应用领域不断拓展，对高性能锂离子电池的需求也在不断升高；智能电子产品是锂离子电池应用的重要领域，但现阶段消费者们普遍追求更快的充电时间，逐渐苛刻的快充性能要求对于锂离子电池来说是一项极具难度的挑战：一方面石墨负极由于嵌锂电位过低(0.1V
‑
0.2V，vsLi/Li
+
)，在大倍率的充电电流下容易因极化导致嵌锂电位低于0V，因此极易发生析锂以及后续因析锂引起电解液消耗，最后造成性能急剧衰减甚至导致短路的安全性严重问题；另一方面，传统锂离子电池非水电解液本身粘度过大、电导率偏低也是导致充电性能不足的重要原因。电解液作为锂离子电池的重要组成部分，被寄希望于有效解决开发高性能锂离子电池上遇到的问题，开发可满足快充性能且安全的锂离子电池电解液是现阶段迫切需要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了改善现有技术的不足，提供一种非水电解液及包括该非水电解液的电池，得益于非水电解液低粘度、高电导以及能够在正负极界面形成优质SEI膜的特性，所述电池既能取得优异的充电动力学性能，也能实现改善的循环寿命。
[0004]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0005]一种非水电解液，所述非水电解液包括添加剂，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂和化合物A；其中，
[0006]所述第一添加剂选自丙酸乙酯；
[0007]所述第二添加剂选自丙酸丙酯；
[0008]所述化合物A选自至少一种具有式Ⅰ所示结构的化合物：
[0009][0010]式Ⅰ中，取代基R选自酯基。
[0011]根据本专利技术的实施方案，基于电解液总重量，第一添加剂的含量为X wt.％，第二添加剂的含量为Y wt.％，化合物A的含量为Z wt.％，其中，X、Y和Z同时满足以下关系式：
[0012]1≤X/Y≤5，例如，X/Y＝1、X/Y＝1.5、X/Y＝2、X/Y＝2.5、X/Y＝3、X/Y＝3.5、X/Y＝4、X/Y＝4.5、X/Y＝5；
[0013]0.005＜Z/(X+Y)＜0.05，例如，Z/(X+Y)＝0.01、Z/(X+Y)＝0.015、Z/(X+Y)＝0.02、Z/(X+Y)＝0.025、Z/(X+Y)＝0.03、Z/(X+Y)＝0.035、Z/(X+Y)＝0.04、Z/(X+Y)＝0.045。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述X为10
‑
70，优选为40
‑
60。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述Y为10
‑
70，优选为10
‑
20。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述Z为0.1
‑
5.0，优选为0.3
‑
2.5。
[0017]根据本专利技术的实施方案，式I中，R选自
‑
C(＝O)OR
’
，其中，R
’
选自饱和或不饱和烃基；例如R
’
选自C1‑6烷基、C2‑6烯基或C2‑6炔基，具体的，R
’
可以选自
‑
CH2CH3、
‑
CH2CH＝CH2、
‑
CH2C≡CH中的至少一种。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述化合物A选自化合物A
‑
1、A
‑
2或A
‑
3中的至少一种：
[0019][0020]根据本专利技术的实施方案，所述非水电解液还包括碳酸酯化合物。
[0021]根据本专利技术的实施方案，所述碳酸酯化合物选自环状碳酸酯和/或氟代环状碳酸酯。
[0022]根据本专利技术的实施方案，所述环状碳酸酯选自如下化合物中的至少一种：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述氟代环状碳酸酯选自如下化合物中的至少一种：氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、4
‑
二氟甲基碳酸乙烯酯或4
‑
三氟甲基碳酸乙烯酯。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述碳酸酯化合物占所述非水电解液总重量的5
‑
20wt.％，优选为10
‑
20wt.％。
[0025]根据本专利技术的实施方案，所述非水电解液还含有锂盐化合物。
[0026]根据本专利技术的实施方案，所述锂盐化合物选自如下化合物中的至少一种：二氟磷酸锂、六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂或双氟磺酰亚胺锂。
[0027]根据本专利技术的实施方案，所述锂盐化合物占非水电解液总重量的10
‑
20wt.％，优选为15
‑
20wt.％。
[0028]本专利技术还提供一种电池，所述电池包含正极片、负极片、隔膜以及非水电解液，所述非水电解液为上文所述的非水电解液。
[0029]根据本专利技术的实施方案，所述正极片含有正极活性材料。
[0030]根据本专利技术的实施方案，所述负极片含有负极活性材料。
[0031]根据本专利技术的实施方案，所述电池优选为锂离子电池。
[0032]根据本专利技术的实施方案，所述正极活性材料选自层状锂过渡金属复合氧化物、锰酸锂、钴酸锂、混三元材料中的至少一种。
[0033]根据本专利技术的实施方案，所述层状锂过渡金属复合氧化物的化学式为Li
1+x
Ni
y
Co
z
M
(1
‑
y
‑
z)
Y2，其中，
‑
0.1≤x≤1；0≤y≤1，0≤z≤1，且0≤y+z≤1；M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo、Zr中的至少一种；Y为O、F、P、S中的至少一种。
[0034]优选地，所述正极活性材料选自钴酸锂。进一步优选地，所述钴酸锂还可以经过Al、Mg、Ti、Zr中至少一种元素掺杂包覆处理，其中，掺杂量可选自本
已知的掺杂
量，例如掺杂量占正极活性材料总重量的0.05
‑
0.2wt.％。
[0035]根据本专利技术的实施方案，所述负极活性材料选自碳基材料、硅基材料、锡基材料或其对应的合金材料中的至少一种。
[0036]根据本专利技术的实施方案，所述负极活性材料选自石墨材料。进一步优选地，所述石墨烯材料还可以经过硅或氧化亚硅掺杂，其中，所述硅或氧化亚硅掺杂的掺杂量占负极活性材料总重量的1
‑
10wt.％。
[0037]根据本专利技术的实施方案，所述隔膜包括基体和涂覆在所述基体上的复合层。
[0038]优选地，所述复合层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，其特征在于，所述非水电解液包括添加剂，所述添加剂包括第一添加剂、第二添加剂和化合物A；其中，所述第一添加剂选自丙酸乙酯；所述第二添加剂选自丙酸丙酯；所述化合物A选自至少一种具有式Ⅰ所示结构的化合物：式Ⅰ中，取代基R选自酯基。2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，基于电解液总重量，第一添加剂的含量为X wt.％，第二添加剂的含量为Y wt.％，化合物A的含量为Z wt.％，其中，X、Y和Z同时满足以下关系式：1≤X/Y≤5；0.005＜Z/(X+Y)＜0.05。3.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述X为10
‑
70；和/或，所述Y为10
‑
70；和/或，所述Z为0.1
‑
5.0。4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，式I中，R选自
‑
C(＝O)OR
’
，其中，R
’
选自饱和或不饱和烃基。5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述化合物A选自化合物A
‑
1、A
‑
2或A
‑
3中的至少一种：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭如德，王海，李素丽，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：