一种锂电池及电解液制造技术

本申请公开了一种锂电池电解液，包括：锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，添加剂为氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、丁二腈、己二腈、己烷三腈中的任意一种或多种。本申请还提供一种锂电池。本申请锂电池及电解液。本申请提供的锂电池电解液及锂电池，解决了电池中PS含量超标问题，同时还可以保证电池高温和循环性能兼顾、高温性能可以达到或高于含PS电池的高温性能。电池的高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池及电解液


[0001]本申请涉及锂电池
，特别是涉及一种锂电池及电解液。

技术介绍

[0002]随着社会发展，传统化石能源已无法满足生产生活需要，同时带来了很多环境问题，发展新型可再生能源已成为必然趋势。锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命和环境友好等优点，已被广泛应用于电动汽车、笔记本电脑和储能等方面。
[0003]近年来，欧盟化学管理局(ECHA)对可能致癌、致畸变或具有生殖毒性的物质，以及、具有生物累积性的物质和其他对人类和环境有严重影响的物质，进行清单化管理，即高度关注物质(Substances of Very High Concern，SVHC)。欧盟规定，如果投放欧盟市场的物品类产品中含有浓度＞0.1％的任意一种SVHC候选物质，欧盟生产商或进口商应履行REACH法规规定的告知、通报等义务：当物品类产品中含有浓度＞0.1％的任意一种SVHC候选物质且该物质进入欧盟的总量＞1吨/年时，欧盟生产商或进口商必须先向ECHA进行通报，产品方可在欧盟市场销售。
[0004]为了保证电池的高温性能，目前常规的电解液中会加入一定量的1,3
‑
丙磺酸内酯(简称PS)，数码类电池的电解液中1,3
‑
丙磺酸内酯的含量一般≥3wt％，动力里1,3
‑
丙磺酸内酯的含量一般≤2％，换算成在电池里的含量一般都
[0005]≥0.1％。而1,3
‑
丙磺酸内酯属于SVHC候选物质，因此，目前市场上的电池大多都不满足其内部的PS含量≤0.1％的要求，对于出口有较大影响；并且，电池中所含的1,3
‑
丙磺酸内酯也会对环境造成威胁。
[0006]因此，如何开发出一款1,3
‑
丙磺酸内酯在电池内含量低，同时性能满足使用需求的锂离子电池，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的第一个目的为提供一种锂电池电解液；本专利技术的第二个目的为提供一种锂电池；本申请提供的锂电池电解液及锂电池，解决了电池中PS含量超标问题，同时还可以保证电池高温和循环性能兼顾、高温性能可以达到或高于含PS电池的高温性能。
[0008]本专利技术提供的技术方案如下：
[0009]一种锂电池电解液，包括：锂盐、有机溶剂和添加剂，
[0010]其中，添加剂为氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、丁二腈、己二腈、己烷三腈中的任意一种或多种。
[0011]优选地，添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯中的任意一种或多种；以及丁二腈、己二腈、己烷三腈中的任意一种或多种。
[0012]优选地，碳酸乙烯酯:碳酸亚乙烯酯:碳酸乙烯亚乙酯的质量比为(5
‑
20):(0
‑
1):(0
‑
1)；丁二腈、己二腈、己烷三腈的质量比为(0
‑
2):(0
‑
2):(0
‑
3)。优选地，所述锂盐为六氟
磷酸锂、高氯酸锂、二氟磷酸锂和二氟草酸硼酸锂的一种或多种；和/或，
[0013]电解液中，锂盐占电解液总质量的10
‑
18％，有机溶剂占电解液总质量的60
‑
80％，添加剂占电解液总质量的10
‑
30％。
[0014]优选地，所述有机溶剂包括碳酸酯和羧酸酯，其中，碳酸酯包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。
[0015]优选地，环状碳酸酯:链状碳酸酯:羧酸酯的质量比为(10
‑
50):20:(30
‑
70)。
[0016]优选地，环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种；
[0017]链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯的一种或多种；
[0018]羧酸酯包括乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯的一种或两种。
[0019]优选地，碳酸乙烯酯占有机溶剂总质量的0
‑
20％。
[0020]优选地，环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或两种；
[0021]链状碳酸酯为碳酸二乙酯；
[0022]羧酸酯为丙酸丙酯。一种锂电池，包括正极片、负极片、隔膜以及电解液，电解液为上述任一项所述的锂电池电解液。
[0023]本申请提供一种不含1,3
‑
丙磺酸内酯(PS)的锂电池电解液，以解决PS含量超标的问题。众所周知，PS是高温添加剂类，加入PS后，对电池高温性能有提升，不加入PS，电池高温性能遭到挑战。本专利技术通过以下两个改进解决耐高温性能的问题：
[0024]第一、降低溶剂EC含量。在高电压下，正极活性材料释分解释放晶格氧与高还原性的EC发生副反应，造成电解液分解和正极活性材料过渡金属溶解，产生气体，尤其是高温下，副反应加剧。
[0025]第二、电解液中除选择了SN、ADN、HTCN作为腈类添加剂之外，还加入FEC、VC、VEC作为添加剂，以促进负极成膜。由于EC是良好的负极成膜溶剂，所形成的SEI膜致密稳定，对电池性能尤其是循环性能有决定性影响。本专利技术通过降低EC含量，从而提高不加PS电池的高温性能，但降低EC含量后，由于SEI膜不够稳定致密，易造成循环跳水，电池失效，因此通过加入FEC/VC/VEC负极成膜添加剂，能在负极形成致密稳定的SEI膜，提高电池循环。优选碳酸乙烯酯:碳酸亚乙烯酯:碳酸乙烯亚乙酯的质量比为(5
‑
20):(0
‑
1):(0
‑
1)，更优选质量比为(10
‑
12):(0.5
‑
1):(0.3
‑
0.5)；丁二腈、己二腈、己烷三腈的质量比为(0
‑
2):(0
‑
2):(0
‑
3)，更优选质量比为(1
‑
1.5):(1
‑
1.5):(2
‑
3)。
[0026]通过上述两种手段的协同作用，解决了电池中PS含量超标问题，同时还可以保证电池高温和循环性能兼顾、高温性能可以达到或高于含PS电池的高温性能。
具体实施方式
[0027]为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]物质缩写如下：
[0029]六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂(LiClO4)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB)；
[0030]碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池电解液，其特征在于，包括：锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，添加剂为氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、丁二腈、己二腈、己烷三腈中的任意一种或多种。2.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于，添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯中的任意一种或多种；以及丁二腈、己二腈、己烷三腈中的任意一种或多种。3.根据权利要求1
‑
2中任一项所述的锂电池电解液，其特征在于，碳酸乙烯酯:碳酸亚乙烯酯:碳酸乙烯亚乙酯的质量比为(5
‑
20):(0
‑
1):(0
‑
1)；丁二腈、己二腈、己烷三腈的质量比为(0
‑
2):(0
‑
2):(0
‑
3)。4.根据权利要求1所述的锂电池电解液，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、二氟磷酸锂和二氟草酸硼酸锂的一种或多种；和/或，电解液中，锂盐占电解液总质量的10
‑
18％，有机溶剂占电解液总质量的60
‑
80％，添加剂占电解液总...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，徐雄文，王志斌，黄玉希，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：