锂离子电池电解液及锂离子电池制造技术

本申请公开了一种锂离子电池电解液及锂离子电池。本申请的锂离子电池电解液包括锂盐和有机溶剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂和氟代磺酰亚胺类锂盐的混合物；所述有机溶剂包括主溶剂和共溶剂，所述主溶剂包括氟代环状碳酸酯类化合物；所述共溶剂包括线状碳酸酯类化合物和/或线状羧酸酯类化合物。将所述电解液用于锂离子电池时，可提升锂离子跨电极/电解液界面的传输速率，加快电池的充电速度，提升快充条件下电池的循环寿命和容量保持率。条件下电池的循环寿命和容量保持率。条件下电池的循环寿命和容量保持率。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池电解液及锂离子电池


[0001]本申请属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为电动汽车、3C电子产品和军事航天领域的主流储能装置，具有能量密度高、循环寿命长、对环境友好等特点。然而，随着智能数码产品的普及和新能源汽车的广泛应用，其快速充电能力仍不能满足多种应用场景的需求。例如，电动车通常需要1.5
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8小时才能充满电，耗时远超过燃油车加油所需的时间，市场竞争力受到限制。因此，为满足用户要求，提升用户体验，研发具有快充能力的锂离子电池必将成为电池领域发展的重要方向。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种锂离子电池电解液及锂离子电池，旨在解决锂离子电池快充性能不足，无法满足用户需求的问题。
[0004]一方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池电解液，其中，
[0005]锂盐包括六氟磷酸锂和氟代磺酰亚胺类锂盐的混合物；
[0006]有机溶剂包括主溶剂和共溶剂，主溶剂包括氟代环状碳酸酯类化合物；共溶剂包括线状碳酸酯类化合物和/或线状羧酸酯类化合物。
[0007]根据本申请的一个方面的实施例，上述六氟磷酸锂的摩尔浓度为0.2～1.5mol/L。
[0008]根据本申请的一个方面的实施例，上述氟代磺酰亚胺类锂盐的摩尔浓度为0.2～1.2mol/L。
[0009]根据本申请的一个方面的实施例，上述氟代磺酰亚胺类锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双五氟乙基磺酰亚胺锂中的一种或多种。
[0010]根据本申请的一个方面的实施例，上述主溶剂相对有机溶剂的质量百分比为10～50％。
[0011]根据本申请的一个方面的实施例，上述氟代环状碳酸酯类化合物包括氟代碳酸乙烯酯、双氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯和三氟代碳酸丙烯酯中的一种或多种。
[0012]根据本申请的一个方面的实施例，上述共溶剂相对有机溶剂的质量百分比为50～90％。
[0013]根据本申请的一个方面的实施例，上述线状碳酸酯类化合物包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种。
[0014]根据本申请的一个方面的实施例，上述线状羧酸酯类化合物包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯和丁酸乙酯中的一种或多种。
[0015]另一方面，本申请实施例提供了一种锂离子电池，包括正极，隔膜，负极和上述锂离子电池电解液。
[0016]与现有技术相比，本申请至少具有以下有益效果：
[0017](1)本申请提供的锂离子电池电解液可加速锂离子跨电极/电解液界面的传输动力学，从而加快了锂离子电池的充电速度。
[0018]本申请电解液中添加的六氟磷酸锂不仅能在正极铝集流体表面形成致密的氟化铝保护膜，抑制铝集流体的腐蚀，而且可提高电解液的离子电导率；氟代磺酰亚胺类锂盐能够加速锂离子跨正极/电解液界面的传输动力学，减小电池极化，实现高倍率快充。
[0019]主溶剂中的氟代环状碳酸酯类化合物和锂离子具有更低的结合能，可加速充电过程中负极侧的脱溶剂化过程，促进锂离子跨负极/电解液界面的传输动力学，抑制析锂副反应的发生；共溶剂中的线状碳酸酯类化合物和线状羧酸酯类化合物能够降低电解液粘度，保证电解液具有合适的离子电导率和宽温域特性。
[0020]因此，在上述物质的协同作用下，锂离子电池电解液可加速锂离子跨电极/电解液界面的传输动力学，从而加快电池的充电速度。
[0021](2)本申请提供的锂离子电池具有快充性能，及良好的循环寿命和容量保持率。
[0022]由实施例1～8可知，使用该电解液的软包型锂离子电池，能够在4
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6C的大倍率下进行快速充电，在10
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15分钟内可充满总容量的80.1％以上；电池在4
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6C下进行恒流恒压充电，在1C下进行恒流放电，循环500圈后，容量保持率均在87.9％以上。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请实施例1和对比例1的软包型锂离子电池的循环容量保持率曲线图。
具体实施方式
[0025]为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请，并非为了限定本申请。
[0026]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0027]在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或多种”中的“多种”的含义是两种以上。
[0028]本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性
组，不应解释为穷举。
[0029]目前，实现电池快充的关键在于提升锂离子的传输能力，主要包括：(1)锂离子在电极材料中的扩散；(2)锂离子在电解液中以及跨电极/电解液界面的传输。其中，加速(1)过程的锂离子传输能力往往涉及新电极材料的制备，这会改变现有锂离子电池生产流程、增加成本，所以在不改变现有电极材料的前提下，通过构建新型电解液来加速过程(2)过程中的锂离子传输能力成为了一种高效的解决方法。
[0030]基于此，专利技术人进行了大量的研究，旨在提供一种能直接提升锂离子跨电极/电解液界面的传输速度的电解液，进而提高锂离子电池的充电速度、循环寿命和库伦效率。
[0031]锂离子电池电解液
[0032]本申请实施例第一方面提供一种锂离子电池电解液，其中，
[0033]锂盐包括六氟磷酸锂和氟代磺酰亚胺类锂盐的混合物；
[0034]有机溶剂包括主溶剂和共溶剂，主溶剂包括氟代环状碳酸酯类化合物；共溶剂包括线状碳酸酯类化合物和/或线状羧酸酯类化合物。
[0035]根据本申请的实施例，六氟磷酸锂以其良好的电导率和均衡的电化学性能，在锂离子电池电解液中得到了广泛的应用。六氟磷酸锂除可提高电解液的离子电导率外，还能够在正极铝集流体表面形成致密的氟化铝(AlF3)和有机铝盐的保护膜，抑制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，包括锂盐和有机溶剂，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和氟代磺酰亚胺类锂盐的混合物；所述有机溶剂包括主溶剂和共溶剂，所述主溶剂包括氟代环状碳酸酯类化合物；所述共溶剂包括线状碳酸酯类化合物和/或线状羧酸酯类化合物。2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述六氟磷酸锂的摩尔浓度为0.2～1.5mol/L。3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟代磺酰亚胺类锂盐的摩尔浓度为0.2～1.2mol/L。4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟代磺酰亚胺类锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂和双五氟乙基磺酰亚胺锂中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述主溶剂相对所述有机溶剂的质量百分比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，姚雨星，闫崇，李泽珩，岳昕阳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：