具有改善的低温性能的锂离子电池用电解液及超快充锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种具有改善的低温性能的锂离子电池用电解液及超快充锂离子电池，该锂离子电池用电解液包含锂盐

【技术实现步骤摘要】
具有改善的低温性能的锂离子电池用电解液及超快充锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及具有改善的低温性能的锂离子电池用电解液及超快充锂离子电池
。

技术介绍

[0002]随新能源汽车在市场占比越来越高，市场对电动汽车的各方面性能也提出了新的需求
。
理想的新能源汽车具有里程数高
、
续航稳定
、
高低温耐受性好
、
充电速度快
、
安全性高
、
价格优美等特点
。
[0003]近年来我国的飞速发展，多条高速公路纵横交错，为国内各个城市之间的交流增加了诸多方便；为了满足大众需求，新能源汽车提出了一系列策略，如面密度提高的高比能电池
、
循环优化的储能电池，它们都有一个共有缺点，即充电速度慢；
[0004]为了解决该问题，动力学较好的三元锂离子电池因其能量密度高
、
倍率性能好
、
低温性能优成为前几年的主要研究对象，然而因成本高
、
正极结构稳定性差
、
循环续航短输给磷酸铁锂电池，市场份额略少；近年来，市场不断开拓磷酸铁锂电池的新领域，在满足市场的高续航
、
安全性好等要求的情况下，需要进一步改善磷酸铁锂电池的低温充放电能力和电池超快充技术
。
[0005]CN 113851725 A
公开了一种锂离子快充型电解液，包括溶剂
、
锂盐和添加剂，所述溶剂为甲酸甲酯与碳酸酯的组合，所述添加剂为烯丙氧基三甲硅，使用该电解液的锂离子电池在负极形成稳定
SEI
膜，降低了锂离子的迁移位阻，显著提高了电池的充电倍率及循环性能；但该方案使用的电解液锂盐稳定性差，不利于电池的长久安全
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目是提供一种兼顾低温和超快充的锂离子电池用电解液
。
[0007]本专利技术所提供的锂离子电池用电解液包括锂盐
、
溶剂和添加剂；所述锂盐包含六氟磷酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所述溶剂为碳酸酯和羧酸酯的组合
。
[0008]本专利技术的另一个目是提供一种兼顾低温和超快充的锂离子电池
。
[0009]本专利技术所提供的锂离子电池，包括负极
、
正极
、
隔膜和电解液，其中所述隔膜分隔正负极，所述电解液所述的锂离子电池用电解液
。
[0010]本专利技术的锂离子电池用电解液的电导率提高
。
本专利技术的锂离子电池的
5C
快充性能提升，电池拆解界面基本不析锂，低温下电池的放电容量保持率提升
。.
具体实施方式
[0011]本专利技术的一个方面是提供一种锂离子电池用电解液，其包括锂盐
、
溶剂和添加剂；所述锂盐包含六氟磷酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所述溶剂为碳酸酯和羧酸酯的组合
。
[0012]低温充放电和超快充性能都对锂离子在电极和电解液体系中的扩散和在电极
‑
电解液界面膜中的电荷转移有较强的要求，同时需要兼顾的是低温下电解液的锂离子迁移能力
。
[0013]六氟磷酸锂是一种综合性能较好的电解液，其中综合性能好包括在有机体系的离子电导率高
、
热稳定性好
、
安全性能好
、
成本较低
、
耐高压性能好和电化学稳定窗口较宽
。
双氟磺酰亚胺锂具有电导率高
、
低温性能优异
、
水解稳定性好
、
成膜阻抗小和高温热稳定性好的优点，有效提升高温循环和倍率性能
。
双氟磺酰亚胺相比其他锂盐有利于提高电解液的离子电导率，热稳定性提高，同时氢氟酸
(HF)
的抑制效果明显，降低
Fe
的溶出量
。
[0014]锂盐是电解液离子电导率的主要供给，较低的锂盐含量不足以促进锂离子的快充传递，同时锂盐含量的增加会加剧电解液的粘度增大，降低锂离子的传输性能
。
[0015]在一个实施方案中所述锂盐在电解液中的质量占比为
3wt
％
‑
17wt
％
。
[0016]在一个实施方案中，所锂盐在电解液中的质量占比为
13wt
％
。
[0017]在一个实施方案中，所述锂盐为六氟磷酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂中的两种，所述六氟磷酸锂与所述双氟磺酰亚胺锂的质量比为
(4
‑
10):(3
‑
9)。
[0018]碳酸酯的稳定性好，与负极副反应少；羧酸酯的凝固点低，沸点高，温度范围宽泛，对于高低温兼顾性能友好；同时，羧酸酯粘度更低，有利于电解液的快速离子传输和低温的充放电性能
。
[0019]在一个实施方案中，所述碳酸酯包括环状碳酸酯和线性碳酸酯
。
相比于现有技术，所述电解液中的溶剂的稳定性更高，上限使用温度更高
。
[0020]在一个实施方案中，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种
。
[0021]在一个实施方案中，所述线性碳酸酯选自碳酸甲乙酯
、
碳酸二乙酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸甲丙酯和碳酸二丙酯中的至少一种
。
[0022]在一个实施方案中，所述羧酸酯选自乙酸甲酯
、
乙酸丙酯
、
乙酸乙酯和丙酸乙酯中的至少一种
。
[0023]在一个实施方案中，所述溶剂在电解液中的质量占比为
80wt
％
‑
92.99wt
％
。
[0024]在一个实施方案中，所述环状碳酸酯
、
所述线性碳酸酯与所述羧酸酯的质量比为
3:4:3
[0025]添加剂为满足低温超快充需求，采用多种添加剂搭配组合的形式优化电芯的初始负极成膜，形成高稳定性
、
高电荷转移的
SEI。
[0026]在一个实施方案中，所述添加剂选自碳酸亚乙烯酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
二氟碳酸乙烯酯
、
碳酸乙烯亚乙酯
、
硫酸乙烯酯
、
亚硫酸亚乙烯酯
、
氟代硫酸乙烯酯
、4,5
‑
二氟代硫酸乙烯酯
、1,3
‑
丙烷磺酸内酯
、1,3
‑
丙烯磺酸内酯
、1,4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池用电解液，包含锂盐
、
溶剂和添加剂；其中，所述锂盐包含六氟磷酸锂
、
双氟磺酰亚胺锂中的至少一种；所述溶剂为碳酸酯和羧酸酯的组合
。2.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯包括环状碳酸酯和线性碳酸酯
。3.
根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中至少一种
。4.
根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述线性碳酸酯选自碳酸甲乙酯
、
碳酸二乙酯
、
氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸甲丙酯和碳酸二丙酯中的至少一种
。5.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述羧酸酯选自乙酸甲酯
、
乙酸丙酯
、
乙酸乙酯和丙酸乙酯中的至少一种
。6.
根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述环状碳酸酯
、
所述线性碳酸酯与所述羧酸酯的质量比为
3:4:3。7.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐在电解液中的质量占比为
3wt
％
‑
17wt
％
。8.
根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述溶剂在所述电解液中的质量占比为
80wt
％
‑
92.99wt
％
。9.
根据权利要求1所述的电解...

【专利技术属性】
技术研发人员：田小东，潘福中，
申请(专利权)人：威睿电动汽车技术宁波有限公司浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：