电解液及其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其锂离子电池

【技术实现步骤摘要】
电解液及其锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种电解液及其锂离子电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作
。
在充放电过程中，
Li
+
在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，
Li
+
从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反
。
[0003]锂离子电池由于具有高的工作电压
、
能量密度高
、
环境友好等优点，被广泛应用在
3C
消费电池
、
动力电池和储能电池领域，并且在航空航天
、
国防军工等领域也有广阔的应用前景
。
[0004]随着科技的不断进步，例如航空器
、
船舶
、
车辆
、
移动通信设备等各类移动设备不仅常在高温环境下运作，还会常在严寒的环境下运作，这就需要高低温性能优异的锂离子电池，所以开发能兼顾高低温性能的锂离子电池是国内外一个比较热点的课题
。
[0005]通常来说，常温下性能良好的电池只能兼顾低温性能好或者高温性能良好，很难做到高低温性能兼顾，其中最主要的原因就是锂离子电池电解液的液态温度窗口窄，不能兼顾高低温下的热稳定性和电化学稳定性
。
为了解决锂离子电池在高低温条件下的应用问题，进一步拓展锂离子电池应用的温度范围，目前已采用多种方法进行改善，例如中国专利
202010900795.7
公开了采用具有环状焦碳酸酯结构和噻吩官能团的化合物作为电解液添加剂，以实现锂离子电池不仅具有高温性能，而且在
‑
10℃
下还具有良好的低温性能，然而，该化合物的环外含有酸酐结构，其容易形成过厚的界面聚合层，有碍进一步提高锂离子电池的低温性能，换言之，该化合物作为电解液添加剂时并不能实现锂离子电池在更低温条件
(
如
‑
20℃)
下还具备良好的低温性能
。
[0006]因此，有必要开发一种能同时兼顾高低温性能并且能够进一步提高锂离子电池低温性能的电解液及含该电解液的锂离子电池
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种电解液及其锂离子电池，该电解液不仅能保证锂离子电池的高温性能，同时可兼顾锂离子电池的低温性能，尤其是在
‑
20℃
下还具备良好的低温性能
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种电解液，包括锂盐
、
非水溶剂和添加剂，所述添加剂包括如结构式Ⅰ所示的化合物
A
：
[0009][0010]其中，
R1～
R5各自独立地选自氢
、
卤素
、
取代或未取代的
C1
～
C6
烃基，
n
取自大于零的整数
。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的电解液包括锂盐
、
非水溶剂和添加剂，添加剂包括化合物
A
，化合物
A
具有相对较高的氧化电位，能在电极表面被吸附，形成较薄的吸附层，该吸附层在低温下不容易结晶，能维持低温下的锂离子传输通道，进而改善锂离子电池于
‑
20℃
下的低温性能
。
另外，本专利技术的化合物
A
为含有
SO3‑
和
N
+
的两性离子结构，能在锂离子电池负极反应形成热稳定性较优
、
电子通道较少的界面，同时，化合物
A
中的
SO3‑
和
N
+
结构能够分别与锂盐中的正负离子结合，改善锂盐的热稳定性，从而抑制了高温下锂盐的分解产物对
SEI
界面的破坏，进而改善锂离子电池的高温存储及高温循环性能
。
[0012]作为一较佳的技术方案，
R1～
R3各自独立地选自取代或未取代的
C1
～
C6
的烃基，
R4～
R5各自独立地选自氢或卤素，0＜
n≤5。
[0013]作为一较佳的技术方案，
R1～
R3各自独立地选自取代或未取代的
C1
～
C3
的烷基，
R4～
R5各自独立地选自氢或氟原子，0＜
n≤3。
[0014]作为一较佳的技术方案，所述化合物
A
选自以下化合物1～化合物6中的至少一种：
[0015][0016]作为一较佳的技术方案，以所述锂盐
、
所述非水溶剂和所述添加剂的质量之和为
100
％计，所述化合物
A
为
0.1
％～5％，具体但不限于为
0.1
％
、0.2
％
、0.5
％
、0.8
％
、1.0
％
、1.5
％
、2.0
％
、2.2
％
、2.5
％
、3.0
％
、3.2
％
、3.5
％
、3.8
％
、4.0
％
、4.2
％
、4.5
％
、4.8
％
、5.0
％，所述化合物
A
优选为
0.1
～
3.0
％
。
[0017]作为一较佳的技术方案，所述锂盐选自六氟磷酸锂
(LiPF6)、
高氯酸锂
(LiClO4)、
四氟硼酸锂
(LiBF4)、
双氟磺酰亚胺锂
(LiFSI)、
双三氟甲基磺酰亚胺锂
(LiTFSI)、
甲基磺酸锂
(LiCH3SO3)、
三氟甲基磺酸锂
(LiCF3SO3)、
氟磺酸锂
(LiSO3F)、
二草酸硼酸锂
(C4BLiO8)、
二氟草酸硼酸锂
(C2BF2LiO4)、
二氟磷酸锂
(LiPO2F2)、
二氟双草酸磷酸锂
(LiDFOP)、
氯硼烷锂
(LiBCl4)、
四苯基硼酸锂
(LiCHB)
中的至少一种
。
[0018]作为一较佳的技术方案，以所述锂盐
、
所述非水溶剂和所述添加剂的质量之和为
100
％计，所述锂盐为5％～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，包括锂盐
、
非水溶剂和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括如结构式Ⅰ所示的化合物
A
：其中，
R1～
R5各自独立地选自氢
、
卤素
、
取代或未取代的
C1
～
C6
烃基，
n
取自大于零的整数
。2.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，
R1～
R3各自独立地选自取代或未取代的
C1
～
C6
的烃基，
R4～
R5各自独立地选自氢或卤素，0＜
n≤5。3.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述化合物
A
选自以下化合物1～化合物6中的至少一种：
4.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，以所述锂盐
、
所述非水溶剂和所述添加剂的质量之和为
100
％计，所述化合物
A
为
0.1
％～5％
。5.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸锂
、
高氯酸锂
、
四氟硼酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂
、
双三氟甲基磺酰亚胺锂
、
甲基磺酸锂
、
三氟甲基磺酸锂
、
氟磺酸锂
、
二草酸硼酸锂
、
二氟草酸硼酸锂
、
二氟磷酸锂
、
二氟双草酸磷酸锂
、
氯硼烷锂和四苯基硼酸锂中的至少一种
。6.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，以所述锂盐
、
所述非水溶剂和所述添加剂的质量之和为
100
％计，所述锂盐为5％～
25
％
。7.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述非水溶剂选自碳酸酯类<...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧霜辉，王霹霹，毛冲，王晓强，黄秋洁，冯攀，韩晖，吕海霞，戴晓兵，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司淮南市赛纬电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：