一种锂电池用低温电解液制造技术

本发明专利技术属于锂电池领域，提出一种锂电池用低温电解液，包括锂盐

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池用低温电解液


[0001]本专利技术属于锂电池领域，涉及电解液，尤其涉及一种锂电池用低温电解液
。

技术介绍

[0002]随着我国经济的高速增长，科学技术也得到了迅猛发展，带动了电子工业和汽车工业的飞速前进，由电池提供动力的各种电器和汽车也蓬勃发展起来，而且由于锂电池具有能够满足大多数化学电源丢能量密度
、
循环寿命和工作电压等方面的需要以及节能环保的优势，开始逐渐占据之前铅酸电池
、
镍镉电池和锌锰电池的相当一部分市场
。
锂离子电池在低温下工作，电池的充放电放电和容量都随着测试温度的下降呈现大幅下降的趋势
。
在低温环境尤其是
‑
20℃
以下，电解液电导率显著降低，电池内部电荷转移的阻力增大，锂离子迁移变慢，使其在充电过程中不能及时嵌入负极，不仅造成电池不可逆容量损失而且易在负极表面形成枝晶或者死锂
。
因此，开发低温电解液能够提高锂电池在低温场景中的工作性能，在一定程度上延长锂电池的使用寿命
。
[0003]目前，电解液的组成包括锂盐
、
有机溶剂和添加剂，其中溶剂和锂盐很大程度上共同决定了电解液的液程及电导率，添加剂虽然添加量要小于有机溶剂和锂盐，但是经实验证明其成分也能有效改善整个锂电池的低温工作性能
。
现有专利
CN201810577367.8
公开了一种防过充锂电池电解液及锂电池
、
锂电池制备方法，该电解液包括由溶质
、
有机溶剂形成的浓度为
0.5
～
1.5mo l/L
混合液，及质量百分比占溶质与有机溶剂质量之和的
0.1
％～5％过充添加剂
、0.01
％～5％黄酮类化合物
、0.1
％～5％阻燃剂
。
该锂电池通过提高面密度，增加了锂离子的移动距离，适当增加了电芯的阻抗，降低热失控过程中正极片的副反应，减慢极片失控的速度，提高电芯的安全性能
。
不过，该锂电池电解液未能考虑正负极均由成膜表现，经验证，锂电池正极确实也有层膜形成
,
尽管其对电池的影响要小于负极
SE I
膜的影响，但完全忽视的话就错失了提高锂电池性能的机会；再者，由于耐有机溶剂的聚稀烃类隔膜和含碳的负极对亲水基是排斥的，而该电解液的表面张力较大，浸润效果不佳，不利于隔膜保持较高的吸液保湿能力，进而影响锂电池的电化学性能；其次，该电解液的导电性能也还有一定的提升空间，尤其是要应用到低温场景的话
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述的锂电池电解液所存在的技术问题，提出一种设计合理
、
浸润效果较好
、
导电性能较强且有利于提高锂电池电化学性能的一种锂电池用低温电解液
。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，本专利技术提供的一种锂电池用低温电解液，包括锂盐
、
有机溶剂和添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂
(L i PF6)
，所述有机溶剂包括体积比为
3:2
：2：2：1的碳酸乙烯酯
(EC)、
碳酸丙烯酯
(PC)、
丙酸乙酯
(EP)、
碳酸甲乙酯
(EMC)
，所述添加剂包括过充电保护剂和阻燃剂，所述过充电保护剂包括卤化锂和苯类衍生物中的一种，所述阻燃剂为低分子量烷基磷酸酯类，所述有机溶剂还包括体积比为
1:1
的
1,3
‑
二氧戊环和碳酸甲乙酯；所述添加剂的含量为5％且其还包括成膜类试剂
、
导电剂
、
润湿
剂和多功能添加剂，所述成膜类试剂包括正极成膜添加剂和负极成膜添加剂，所述导电剂为阳离子化合物
、
阴离子化合物和中性化合物中的一种；所述润湿剂包括的1％的二辛基碳酸酯，所述添加剂还包括1％的改性复合添加剂，所述改性复合添加剂包括有机离子液体和纳米内核，所述改性复合添加剂在电解液中形成加速锂离子传输的通道以抑制电解液凝固，提高低温电导率，所述纳米内核包括氧化铝纳米内核
、
氧化硅纳米内核和聚甲基丙烯酸甲酯内核
。
[0006]作为优选，所述有机离子液体包括吡咯烷类离子液体
。
[0007]作为优选，所述过充电保护剂包括茴香醚
、2,5
‑
二叔丁基
‑1，4‑
二甲氧基苯
(DDB)、
咪唑钠
、
噻吩
(TPN)、
甲氧基苯类中的一种
。
[0008]作为优选，所述负极成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸亚乙烯酯和亚硫酸亚乙酯中的一种
。
[0009]作为优选，所述中性化合物包括氮杂醚类和烧基硼类
。
[0010]作为优选，所述负极成膜添加剂还包括
0.25mo l/L
的
12
‑
冠
‑4‑
醚
。
[0011]作为优选，所述多功能添加剂包括酰胺类多功能添加剂
。
[0012]作为优选，所述添加剂还包括碳化二亚胺类化合物，用于吸收水分，阻止六氟磷酸锂水解成酸
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0014]1、
本专利技术提供的一种锂电池用低温电解液，
1,3
‑
二氧戊环和碳酸甲乙酯可将电解液的低温应用极限进一步扩展，有利于提高电解液的低温导电性能；通过合理设计成膜类试剂有利于锂电池的正负极具有较好的成膜表现，提高成膜的物理性能，有利于改善电池的电化学稳定性以及循环性能；导电剂可提高电解液的导电性能；润湿剂可降低电解液的表面张力，提高隔膜与电解液的浸润性，有利于保证隔膜的吸液保湿，保证隔膜在锂电池中具有较好的理化性能；改性复合添加剂可进一步地提高本电解液的低温电导率，有利于提高锂电池的低温工作性能
。
本电解液设计合理
、
浸润效果较好
、
导电性能较强且有利于提高锂电池电化学性能，适合大规模推广
。
具体实施方式
[0015]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制
。
[0016]实施例1，本专利技术提供的一种锂电池用低温电解液，包括锂盐
、
有机溶剂和添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂
(L i PF6)
，所述有机溶剂包括体积比为
3:2
：2：2：1的碳酸乙烯酯
(EC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂电池用低温电解液，包括锂盐
、
有机溶剂和添加剂，所述锂盐包括六氟磷酸锂，所述有机溶剂包括体积比为
3:2
：2：2：1的碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
丙酸乙酯和碳酸甲乙酯，所述添加剂包括过充电保护剂和阻燃剂，所述过充电保护剂包括卤化锂和苯类衍生物中的一种，所述阻燃剂为低分子量烷基磷酸酯类，其特征在于：所述有机溶剂还包括体积比为
1:1
的
1,3
‑
二氧戊环和碳酸甲乙酯；所述添加剂的含量为5％且其还包括成膜类试剂
、
导电剂
、
润湿剂和多功能添加剂，所述成膜类试剂包括正极成膜添加剂和负极成膜添加剂，所述导电剂为阳离子化合物
、
阴离子化合物和中性化合物中的一种；所述润湿剂包括的1％的二辛基碳酸酯，所述添加剂还包括1％的改性复合添加剂，所述改性复合添加剂包括有机离子液体和纳米内核，所述改性复合添加剂在电解液中形成加速锂离子传输的通道以抑制电解液凝固，提高低温电导率，所述纳米内核包括氧化铝纳米内核
、
氧化硅纳米内核和聚甲基丙烯酸甲酯内核
。2.
根据权利要求1所述的一种锂电池用低温电解液，其特征在于，所述有机离子液体包括吡咯烷类离子液...

【专利技术属性】
技术研发人员：田刚，魏新庭，王宗忠，
申请(专利权)人：山东泰一新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：