一种电解液及包括该电解液的电池制造技术

本发明专利技术提供了一种电解液及包括该电解液的电池，所述电解液是采用以铝为中心的新型含铝锂盐，所述含铝锂盐的使用不仅可以提高极片的浸润性，更重要的是其能在正负极形成稳定致密的含铝化合物界面膜，该界面膜的阻抗较小，所述含铝锂盐的使用还可以减少成膜添加剂的使用，进一步降低界面膜阻抗，改善增大面密度或压实密度带来的充电析锂问题，同时提高电池的低温性能

【技术实现步骤摘要】
一种电解液及包括该电解液的电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种电解液及包括该电解液的电池，所述电池为一种低温高安全的电池
。

技术介绍

[0002]随着人们对不可再生能源枯竭
、
环境污染问题的重视，可再生清洁能源迅速发展
。
其中，锂离子电池具有高能量密度
、
长循环寿命
、
低自放电率
、
环境友好等特点，大规模应用于消费类电子产品
、
新能源动力汽车以及其他动力电池产品
。
[0003]但与汽油车相比，新能源电动汽车存在的续航能力差等问题，限制了用户的范围和数量
。
基于此瓶颈问题，相关工作者做了大量研究
。
如现有技术中公开了提高锂离子动力电池的能量密度的方法及锂离子动力电池，通过增加极片的面密度或厚度，由此来达到提高电池的重量比能量密度的目的
。
此专利技术主要从负极材料方面进行优化，来避免带来的浸润性不足问题
。
但忽略了充电时可能出现的析锂风险，尤其是在冬季，一些东北地区的环境温度低至零下
40℃
，高面密度或厚度都会导致充电过程中析锂，从而引发安全问题
。
[0004]锂离子动力电池的电学性能与电解液息息相关
。
锂离子电池电解液包括溶剂
、
锂盐和添加剂，其中锂盐可选择范围较小，目前的常规锂盐依然以六氟磷酸锂为主，六氟磷酸锂对水敏感，易水解，在高温下容易裂解成为强路易士酸
PF5‑
与
HF
，进而破坏电极材料结构与
SEI
膜性质，导致电池性能衰退和安全问题
。
近来被开发的新型锂盐，如高氯酸锂具有较高的氧化性，易爆炸，安全性低；磺酰亚胺类锂盐如双
(
三氟甲基磺酰
)
亚胺锂
、
双
(
氟磺酰
)
亚胺锂，尽管热稳定性好，不水解，导电率较高，但会腐蚀集流体；硼盐
(
如四氟硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂和双草酸硼酸锂
)
低温性能好，但高温性能差，且室温电导率较低
。

技术实现思路

[0005]为了改善现有技术的电池在充电过程中存在的负极析锂和低温性能差的问题，本专利技术的目的是提供一种电解液及包括该电解液的电池，所述电解液是采用以铝为中心的新型含铝锂盐，所述含铝锂盐的使用不仅可以提高极片的浸润性，更重要的是其能在正负极形成稳定致密的含铝化合物界面膜，该界面膜的阻抗较小，所述含铝锂盐的使用还可以减少成膜添加剂的使用，进一步降低界面膜阻抗，改善增大面密度或压实密度带来的充电析锂问题，同时提高电池的低温性能
。
[0006]本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0007]一种电解液，所述电解液包括锂盐
、
有机溶剂和功能添加剂；所述锂盐包括至少一种式1所示化合物；
[0008][0009]其中，
R
相同或不同，彼此独立地为取代的
C1‑
C5的烷基，取代基为卤素
、C1‑
C5的烷基和
C6‑
C
10
的芳基中的至少一种
。
[0010]根据本专利技术的实施方式，
R
相同或不同，彼此独立地为取代的
C1‑
C3的烷基，取代基为卤素
、C1‑
C3的烷基和
C6‑
C8的芳基中的至少一种
。
[0011]根据本专利技术的实施方式，
R
相同或不同，彼此独立地为取代的甲基
、
取代的乙基
、
取代的丙基，取代基为氟
、
甲基
、
乙基和苯基中的至少一种
。
[0012]根据本专利技术的实施方式，所述式1所示化合物选自下列化合物中的至少一种：
[0013][0014]根据本专利技术的实施方式，所述式1所示化合物即为含铝锂盐
。
[0015]根据本专利技术的实施方式，所述式1所示化合物的质量占所述电解液总质量的百分含量为
0.01wt
％～
18wt
％，例如为
0.01wt
％
、0.02wt
％
、0.05wt
％
、0.1wt
％
、0.2wt
％
、0.5wt
％
、0.8wt
％
、1wt
％
、2wt
％
、3wt
％
、4wt
％
、5wt
％
、6wt
％
、7wt
％
、8wt
％
、9wt
％
、10wt
％
、12wt
％
、15wt
％或
18wt
％
。
[0016]根据本专利技术的实施方式，所述锂盐还包括常规锂盐
(
除上述式1所示的含铝锂盐之外的锂盐
)
，所述常规锂盐选自六氟磷酸锂
、
二氟磷酸锂
、
四氟硼酸锂
、
六氟砷酸锂
、
高氯酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂
、
双三氟甲烷磺酰亚胺锂
、
双草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂中的至少一种
。
[0017]根据本专利技术的实施方式，所述锂盐的质量占电解液总质量的百分含量为
12wt
％～
18wt
％
。
[0018]根据本专利技术的实施方式，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯
、
碳酸甲乙酯
、
碳酸乙烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二乙酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
γ
‑
丁内酯
、
环丁砜
、
甲酸甲酯
、
甲酸乙酯
、
甲酸丙酯
、
甲酸丁酯
、
乙酸甲酯
、
乙酸乙酯
、
乙酸丙酯
、
乙酸丁酯
、
丙酸甲酯
、
丙酸乙酯
、
丙酸丙酯
、
丙酸丁酯
、
丁酸甲酯
、
丁酸乙酯
、
丁酸丙酯
、
丁酸丁酯中的至少两种
。
[0019]根据本专利技术的实施方式，所述有机溶剂的质量占电解液总质量的百分含量为
10wt
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【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
、
有机溶剂和功能添加剂；所述锂盐包括式1所示化合物；其中，
R
相同或不同，彼此独立地为取代的
C1‑
C5的烷基，取代基为卤素
、C1‑
C5的烷基和
C6‑
C
10
的芳基中的至少一种
。2.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，
R
相同或不同，彼此独立地为取代的
C1‑
C3的烷基，取代基为卤素
、C1‑
C3的烷基和
C6‑
C8的芳基中的至少一种
。3.
根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，
R
相同或不同，彼此独立地为取代的甲基
、
取代的乙基
、
取代的丙基，取代基为氟
、
甲基
、
乙基和苯基中的至少一种
。4.
根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述式1所示化合物选自下列化合物中的至少一种：的至少一种：
5.
根据权利要求1‑4任一项所述的电解液，其特征在于，所述式1所示化合物的质量占所述电解液总质量的百分含量为
0.01wt
％～
18wt
％
。6.
根据权利要求1‑4任一项所述的电解液，其特征在于，所述锂盐还包括常规锂盐，所述常规锂盐选自六氟磷酸锂
、
二氟磷酸锂
、
四氟硼酸锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳玉娟，朱辉，王海，
申请(专利权)人：珠海冠宇动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：