一种锂离子电池电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电解液，所述电解液中的溶剂包括甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯，其中，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重量的8.5～80wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重量的5～76.5wt％，所述氟代羧酸酯中至少含有两个F原子。该电解液采用甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯复配，甲基三氟乙基碳酸酯的粘度大，电导率低，高温性能、循环性能好，低温性能差，氟代羧酸酯普遍粘度低，电导率高，低温性能好，但是高温性能差，两者复配不仅仅可以在电导率、粘度等物化性能方面均表现良好均衡，其在放电性能如循环、低温放电、高温存储等性能方面具有协同提高的效果。同时，本发明专利技术还公开了一种锂离子电池。离子电池。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池电解液和锂离子电池。

技术介绍

[0002]D1：CN113809400A公开了乙酸2，2
‑
二氟乙酯于电池电解液中的应用；
[0003]其公开了乙酸2，2
‑
二氟乙酯于电池电解液中的应用，所述乙酸2，2
‑
二氟乙酯作为添加剂加至电池电解液中，所述乙酸2，2
‑
二氟乙酯的用量为电池电解液质量的0.1
‑
10％。
[0004]可见D1中，乙酸2，2
‑
二氟乙酯是用于提高电池的高低温性能，特别是低温性能。
[0005]D2：CN113921910A公开了三氟乙氧基磷酸乙烯酯于电池电解液中的应用，其公开了所述电池电解液中还包括0.1～10wt％的乙酸2，2
‑
二氟乙酯，可见，在D2中其也是作为添加剂使用。
[0006]D3：CN104704657A公开了锂离子电池，其说明书记载：非水电解质组合物包含溶剂混合物，所述溶剂混合物包含浓度为约10重量％至约40重量％的碳酸亚乙酯、浓度为约20重量％至约80重量％的至少一种共溶剂；共溶剂为含氟羧酸酯，合适的共溶剂无限制地包括CH3‑
COO
‑
CH2CF2H(乙酸2，2
‑
二氟乙酯)。
[0007]其并未公开了单独使用乙酸2，2
‑
二氟乙酯的效果。
[0008]D4：CN104364958B公开了锂二次电池，其说明书描述：链状氟化羧酸酯化合物在电解液中的含量为，但不特别地限制为，例如0.01～70体积％且更优选0.1～50体积％，氟化羧酸酯可选择为五氟丙酸乙酯、3，3，3
‑
三氟丙酸乙酯、2，2，3，3
‑
四氟丙酸甲酯、乙酸2，2
‑
二氟乙酯、七氟异丁酸甲酯、2，3，3，3
‑
四氟丙酸甲酯等。
[0009]其说明书记载其功能为：抑制由于过度形成SEI膜而造成的电池内阻的升高，所述SEI膜预期是由链状氟化羧酸酯化合物提供的。
[0010]D5；CN108701812A公开了锂二次电池用负极和锂二次电池，其说明书记载，作为非水溶剂，例如可以使用如下有机溶剂。有机溶剂的实例包括环状碳酸酯、线性碳酸酯、脂族羧酸酯、γ
‑
内酯如γ
‑
丁内酯、线性醚、环醚、磷酸酯和这些有机溶剂的氟化物。它们可以单独使用或作为其两种以上的混合物使用；脂族羧酸酯的实例包括但不特别限于乙酸乙酯、丙酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸2，2
‑
二氟乙酯、七氟异丁酸甲酯、2，3，3，3
‑
四氟丙酸甲酯、五氟丙酸甲酯、2
‑
(三氟甲基)
‑
3，3，3
‑
三氟丙酸甲酯、七氟丁酸乙酯等。
[0011]其实施例并未单独针对脂族羧酸酯的相关应用进行说明。
[0012]D6：CN112599854A公开了电解液、电化学装置及电子装置，其说明书记载：非水有机溶剂为碳酸酯类、羧酸酯类、醚类、砜类或其他非质子溶剂；羧酸酯类非水有机溶剂包含线性羧酸酯类非水有机溶剂和环状羧酸酯类非水有机溶剂中的至少一种。在一些实施例中，线性羧酸酯类非水有机溶剂包含甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸2，2
‑
二氟乙酯、2，2
‑
二氟乙酸乙酯中的至少一种；
[0013]其在说明书里面说明了第五添加剂：2
‑
叔丁基吡啶(IV
‑
2)、2
‑
氟吡啶(IV
‑
3)。
[0014]其在说明书里面并未针对线性羧酸酯类非水有机溶剂的性能进行展开探讨，其同时记载：当在电解液中同时加入第一添加剂和第五添加剂时，能够进一步改善电化学装置的高温存储性能。可能的原因是，式IV表示的化合物中的氮原子上的孤对电子能够过渡金属配位，降低高价态过渡金属的氧化性，从而能够进一步抑制电解液的氧化分解，改善电化学装置的高温存储性能。可见，在该案例中，第五添加剂是不建议单独使用的。
[0015]通过以上案例，我们可以明晰：
[0016]1.乙酸2，2
‑
二氟乙酯大多作为添加剂使用，在某些案例中，其可以作为溶剂使用，但是广泛的被认为其和普通溶剂并无异；
[0017]2.在实验过程中，我们发现单独使用乙酸2，2
‑
二氟乙酯其具有粘度低、电导率高、低温性能较优的优势，但是其高温存储和循环性能比较差。
[0018]在实际使用过程中，我们发现：乙酸2，2
‑
二氟乙酯的缺点是：高温存储较差，其优点为：粘度低、电导率高、低温性能佳。
[0019]本案的主要目的是：如何改善使用乙酸2，2
‑
二氟乙酯作为溶剂时其存在的缺陷。

技术实现思路

[0020]本专利技术的目的是提供一种锂离子电池电解液，该电解液采用甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯复配，甲基三氟乙基碳酸酯的粘度大，电导率低，高温性能、循环性能好，低温性能差，氟代羧酸酯普遍粘度低，电导率高，低温性能好，但是高温性能差，两者复配不仅仅可以在电导率、粘度等物化性能方面均表现良好均衡，其在放电性能如循环、低温放电、高温存储等性能方面具有协同提高的效果。
[0021]本专利技术的技术方案为：
[0022]一种锂离子电池电解液，所述电解液中的溶剂包括甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯，其中，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重的8.5～80wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重的5～76.5wt％，所述氟代羧酸酯中至少含有两个F原子。
[0023]优选地，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重的8.5～68wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重的17～65wt％；
[0024]更为优选地，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重的25～56wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重的29～60wt％；
[0025]优选地，甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯的总重量占溶剂总重量的50
‑
100％；
[0026]更为优选地，甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯的总重量占溶剂总重量的80
‑
100％；
[0027]在实验过程中发现，其他溶剂的加入会导致性能恶化，但是并不会改变甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯两者协同配合时针对于常温循环、高温循环、高温存储、低温性能的改善趋势。
[0028]作为一些可选的组合，溶剂中还可以添加少量的副溶剂，副溶剂可选择为以下三种溶剂中的一种或多种组合：
[0029]环状碳酸类溶剂，如：碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁酸酯、氟代碳酸乙烯酯；
[0030]线性碳酸酯类溶剂，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液中的溶剂包括甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯，其中，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重量的8.5～80wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重量的5～76.5wt％，所述氟代羧酸酯中至少含有两个F原子。2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟代羧酸酯的化学式为：R1
‑
COO
‑
R2；其中，R1和R2各自独立为C1
‑
C5的烷基；R1、R2中至少有两个氢原子被F取代；优选地，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重量的8.5～68wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重量的17～65wt％；更为优选地，所述甲基三氟乙基碳酸酯占电解液总重的25～56wt％；所述氟代羧酸酯占电解液总重的29～60wt％；优选地，甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯的总重量占溶剂总重量的50～100％；更为优选地，甲基三氟乙基碳酸酯、氟代羧酸酯的总重量占溶剂总重量的80～100％。3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，R1和R2各自独立为C1
‑
C3的烷基；R1、R2中至少有两个氢原子被F取代。4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述氟代羧酸酯为CH3‑
COO
‑
CH2CF2H、CH3CH2‑
COO
‑
CH2CF2H、F2CHCH2‑
COO
‑
CH3、F2CHCH2‑
COO
‑
CH2CH3、CH3‑
COO
‑
CH2CH2CF2H、CH3CH2‑
COO
‑
CH2CH2CF2H、F2CHCH2CH2‑
COO
‑
CH2CH3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，所述电解液中还包括副溶剂，所述副溶剂为环状碳酸酯类溶剂、线性碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂中的一种或多种。6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述环状碳酸溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁酸酯、氟代碳酸乙烯酯中的至少一种；所述线性碳酸酯溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和碳酸甲丙酯中的至少一种；所述羧酸酯包括乙酸丙酯、2，2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：义丽玲，岳玉娟，刘蕊，周立，谢添，
申请(专利权)人：九江天赐高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：