一种非水电解液和锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解液和锂离子电池，具体涉及二次电池技术领域。所述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括含氯有机添加剂氯代碳酸乙烯酯，该添加剂可在负极表面形成LiCl无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，提高负极界面层的稳定性，兼顾电池的高低温性能。顾电池的高低温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种非水电解液和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及二次电池
，具体涉及一种非水电解液和锂离子电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着照相机、手机、手表、笔记本电脑、电动汽车等在人们日常生活中的普及，市场对锂离子电池应用要求越来越高，减小尺寸、减轻重量、提高能量密度、延长使用寿命等成为电池产品行业的发展趋势。
[0003]电解液是锂离子电池的重要组成部分，它在正负极之间起着传输锂离子的作用。电池的安全性、充放电循环性能、倍率性能及电池的充放电容量等都与电解液的电化学性能有重要的关系。锂离子电池的低温性能通常要求电解液具有较高的电导率及较低的粘度等要求，高温性能要求电解液具有与正负极较为良好的兼容性，以保证正极材料破坏后和负极强还原后的溶液稳定性，这就导致电解液难以兼顾高低温性能。
[0004]因此，开发新的锂离子电池电解液，对于锂离子电池保证高低温性能兼顾具有重要意义。

技术实现思路

[0005]鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术提供一种非水电解液和锂离子电池，以改善电池电解液无法兼顾高低温性能的问题。
[0006]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供一种非水电解液，该电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所述锂盐和所述添加剂溶解于所述非水有机溶剂中，所述添加剂包括结构式(1)和结构式(2)所示的化合物中的至少一种：
[0007][0008]在本专利技术一示例中，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至5％。
[0009]在本专利技术一示例中，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分含量为1％至2.5％。
[0010]在本专利技术一示例中，所述添加剂为所述结构式(1)所示的化合物：
[0011][0012]在本专利技术一示例中，所述锂盐包括六氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂。
[0013]在本专利技术一示例中，所述非水电解液中所述锂盐的质量百分含量为8％至20％。
[0014]在本专利技术一示例中，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或两种，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯种的一种或多种。
[0015]本专利技术另一方面提供一种锂离子电池，该电池包括正极极片、负极极片、隔膜和上述的非水电解液。
[0016]在本专利技术一示例中，所述负极极片包括集流体和设置于所述集流体至少一面上的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括含硅负极材料。
[0017]在本专利技术一示例中，所述负极活性物质层在所述集流体上的单面涂覆面密度大于等于7.8mg/cm2，所述负极极片的压实密度大于等于1.6g/cm3。
[0018]本专利技术在非水电解液中引入含氯有机添加剂氯代碳酸乙烯酯(ClEC)，电池工作过程中，氯代碳酸乙烯酯可以在负极表面形成LiCl无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，碳酸亚乙烯酯寡聚物部分为有机化合物，柔性高，与负极界面具有更良好的包覆效果；LiCl无机盐部分刚性较好，在负极和有机层外侧包覆使得界面层(SEI膜)难以发生破裂，提高稳定性，使其兼顾电池的高低温性能。
具体实施方式
[0019]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
[0020]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围，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。
[0021]本专利技术提供一种非水电解液和锂离子电池，该锂离子电池包含上述的非水电解液，由于非水电解液中引入氯代碳酸乙烯酯，其可以在负极表面包覆形成LiCl无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，提高了负极界面膜的包覆效果和稳定性，兼顾电池的高低温性能。
[0022]上述非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，锂盐和添加剂溶解于非水有机溶剂中，添加剂包括结构式(1)和结构式(2)所示的化合物中的至少一种：
[0023][0024]即添加剂可以是结构式(1)所示的化合物，也可以是结构式(2)所示的化合物，亦可以是以任意比例混合的结构式(1)和结构式(2)所示化合物的组合。
[0025]由于结构式(1)和结构式(2)中均包含碳酸亚乙烯酯基团和含氯基团，电池工作过程中，添加剂可以在负极表面形成LiCl无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物的双层结构，其中，碳酸亚乙烯酯寡聚物层为有机化合物层，柔性比较高，与负极界面具有良好的包覆效果；而LiCl无机盐刚性比较好，在负极界面和有机化合物层的外侧包覆LiCl无机层，可以保证界面层难以破裂，提高负极界面膜的稳定性，从而使得电解液兼具高低温性能。
[0026]较佳的，添加剂为结构式(1)所示的化合物
[0027][0028]研究发现结构式(1)所示的化合物相较于结构式(2)所示的化合物，在形成LiCl无机盐和碳酸亚乙烯酯寡聚物时的效率更高，因此，优选添加剂为结构式(1)所示的化合物。
[0029]在一些实施例中，氯代碳酸乙烯酯添加剂在非水电解液中的质量百分含量为0.5％至5％，例如，0.5％、1％、3％或5％等等；进一步的，氯代碳酸乙烯酯添加剂在非水电解液中的质量百分含量为1％至2.5％，例如，1.5％、2％、2.5％等等。
[0030]需要说明的是，本专利技术的氯代碳酸乙烯酯可通过一般的商业手段购买得到或采用本领域常规的制备方法制备得到。
[0031]非水电解液中的锂盐作为电解质盐，在非水溶剂中溶解后，可以释放大量活跃的锂离子，使电解液具有较好的电导率。为获得较佳的电解液，锂盐具有以下特征：低解离能和较高的溶解度，低解离能保证锂盐溶解后形成的电解液具有较高的电导率，进而实现电池的高倍率；高溶解度保证电解液中具有足够的锂离子进行传输。较好的稳定性，当电池在高电压、高温下工作时，锂盐不会与其他组分发生反应。良好的SEI成膜性能，以保证后续循环过程中电解液不会被持续消耗。对铝集流体具有良好的钝化作用，防止高电压下腐蚀铝箔。成本低廉，无毒无公害。
[0032]作为示例，锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)和/或双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)，即锂盐可以选用单独的六氟磷酸锂，也可以选用单独的双氟黄酰亚胺锂，亦可以选用六氟磷酸锂和双氟磺酰胺锂的组合物。在其他示例中，锂盐也可选自四氟硼酸锂(LiBF4)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、草酸二氟硼酸锂(LiDFOB)、双三氟甲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，其特征在于，包括：非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括结构式(1)和结构式(2)所示的化合物中的至少一种，2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分含量为0.5％至5％。3.根据权利要求2所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂在所述非水电解液中的质量百分含量为1％至2.5％。4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述添加剂为所述结构式(1)所示的化合物：5.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂。6.根据权利要求1或5所述的非水电解液，其特征在于，所述非水电解液中所述锂盐的质量百分含量为8％至20％。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：余乐，王子沅，
申请(专利权)人：远景动力技术湖北有限公司远景动力技术鄂尔多斯市有限公司远景动力技术河北有限公司远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：