一种电解液及含有其的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及含有其的锂离子电池。所述电解液包括锂盐、添加剂和有机溶剂，所述锂盐包括LiPF6，所述添加剂包括添加剂A，所述添加剂A为如式1所示的化合物，其中，R1‑

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及含有其的锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池领域，涉及一种电解液及含有其的锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池以其高比能量及功率密度、长循环寿命、环境友好等特点在消费类电子产品、电动汽车和储能等领域得到了广泛的应用。但需要指出的是，作为新能源汽车的动力源，锂离子电池在低温下使用仍存在较多问题，如能量密度降低、比容量衰减明显、循环倍率性能差、析锂现象明显等，这也严重限制锂离子电池的规模使用。
[0003]研究发现，制约锂离子电池低温性能的因素主要有3点：
①
低温下电解液的粘度增大，电导率降低；
②
电解液/电极界面膜阻抗和电荷转移阻抗增大；
③
锂离子在活性物质本体中的迁移速率降低。由此可见，电解液是影响锂离子电池低温性能的重要因素，而目前，优化溶剂组成、开发新型锂盐和添加剂是改善电解液低温性能的有效途径。
[0004]CN103107364A中公开了一种改善锂离子电池低温性能的电解液，溶剂组成中添加了较多的乙酸甲酯，虽然能显著改善锂离子电池的低温性能，但由于乙酸甲酯具有较差的热稳性，高温下易分解，会显著恶化锂离子电池的高温循环性能。
[0005]CN105789611A公开了一种新型锂盐作为非水电解液电解质，加入新型锂盐和成膜添加剂，能抑制电池在循环过程中的阻抗增加，但电池的低温循环性能并没有得到显著的改善。
[0006]因此，如何制备一种低界面阻抗，优异低温放电和循环性能的电解液，是本领域重要的研究方向。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能有效提升电池低温性能的电解液及含有其的锂离子电池。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术的目的之一在于提供一种电解液，所述电解液包括锂盐、添加剂和有机溶剂，所述添加剂包括添加剂A，所述添加剂A为如式1所示的化合物：其中，R1‑
R4分别独立地选自氢、烷基、烯烃基、炔烃基或卤代烷烃中的任意一种，A包括烷基、烯烃基、炔烃基、卤代烷烃基、环烯烃基或硼酸酯基中的任意一种。
[0010]本专利技术添加剂A中含有硼原子，硼原子具有一个空电子轨道，使其具有较强亲电子
的能力，容易与电解液锂盐中的PF6‑
络合，增大锂离子和PF6‑
的距离，从而提高LiPF6的热稳定性，除此之外，该添加剂具有较强亲电能力，使其易于和F
‑
结合，从而提高LiF的解离能力，促进LiF的溶解，降低电池的界面阻抗，改善电池的低温放电及低温循环性能。
[0011]作为本专利技术优选的技术方案，所述添加剂A包括如式2
‑
式5所示的化合物中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：式2所示的化合物和式3所示的化合物的组合、式3所示的化合物和式4所示的化合物的组合或式4所示的化合物和式5所示的化合物的组合等。
[0012][0013]作为本专利技术优选的技术方案，按照质量分数计，所述添加剂A占所述电解液的质量分数为0.1～1.0％，其中所述质量分数可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1.0％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.3～0.8％。
[0014]作为本专利技术优选的技术方案，所述添加剂还包括添加剂B。
[0015]优选地，所述添加剂B包括硫酸亚乙烯酯和/或碳酸亚乙烯酯。
[0016]作为本专利技术优选的技术方案，按照质量分数计，所述添加剂B占所述电解液的质量分数为0.5～3％，其中所述质量分数可以是0.5％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.0％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％或3％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]作为本专利技术优选的技术方案，按照质量分数计，所述LiPF6占所述电解液的质量分数为6～10％，其中所述质量分数可以是6％、6.2％、6.4％、6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.4％、7.6％、7.8％、8％、8.2％、8.4％、8.6％、8.8％、9％、9.2％、9.4％、9.6％、9.8％或10％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述锂盐包括LiPF6、LiClO4、LiBF4、LiPO2F2、LiODFB、LiTFSI或LiFSI中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：LiPF6和LiClO4的组合、LiClO4和LiBF4的组合、LiBF4和LiPO2F2的组合、LiPO2F2和LiODFB的组合、LiODFB和LiTFSI的组合或LiTFSI和LiFSI的组合等。
[0019]优选地，所述锂盐还包括LiFSI。
[0020]优选地，按照质量分数计，所述LiFSI占所述电解液的质量分数为1～2％，其中所述质量分数可以是1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％或2％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0021]作为本专利技术优选的技术方案，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、亚硫酸丙烯酯、乙酸乙酯、亚硫酸二乙酯或1,3
‑
丙烷磺酸内酯中的至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的组合、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的组合、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的组合、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的组合、碳酸甲乙酯和亚硫酸丙烯酯的组合、亚硫酸丙烯酯和乙酸乙酯的组合或亚硫酸二乙酯和1,3
‑
丙烷磺酸内酯的组合等。
[0022]优选地，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯中的至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯的组合、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯的组合、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯的组合或碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的组合等。
[0023]作为本专利技术优选的技术方案，按照质量分数计，所述碳酸乙烯酯占所述电解液的质量分数为20～30％，其中所述质量分数可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述碳酸丙烯酯占所述电解液的质量分数为0～10％，其中所述质量分数可以是0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]优选地，所述碳酸甲乙酯占所述电解液的质量分数为20～30％，其中所述质量分数可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％等，但不仅限于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、添加剂和有机溶剂，所述锂盐包括LiPF6，所述添加剂包括添加剂A，所述添加剂A为如式1所示的化合物：其中，R1‑
R4分别独立地选自氢、烷基、烯烃基、炔烃基或卤代烷烃中的任意一种，A包括烷基、烯烃基、炔烃基、卤代烷烃基、环烯烃基或硼酸酯基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A包括如式2
‑
式5所示的化合物中的任意一种或至少两种的组合，3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，按照质量分数计，所述添加剂A占所述电解液的质量分数为0.1～1.0％，优选为0.3～0.8％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的电解液，其特征在于，所述添加剂还包括添加剂B；优选地，所述添加剂B包括硫酸亚乙烯酯和/或碳酸亚乙烯酯。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电解液，其特征在于，按照质量分数计，所述添加剂B占所述电解液的质量分数为0.5～3％。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的电解液，其特征在于，按照质量分数计，所述LiPF6占所述电解液的质量分数为6～10％；优选地，所述锂盐还包括LiClO4、LiBF4、LiPO2F2、LiOD...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑丁丁，李迟，张伟康，刘范芬，雷盈，张恒，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：