System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂离子电池及其制备方法与用电设备技术_技高网

一种锂离子电池及其制备方法与用电设备技术

技术编号:40215564 阅读:5 留言:0更新日期:2024-02-02 22:23
本申请公开了一种锂离子电池及其制备方法与用电设备,涉及电池技术领域。本申请通过控制锂盐、低粘度溶剂在第二电解液中的质量分数分别高于其在第一电解液中的质量分数,以及降阻抗剂、浸润改善剂和负极SEI膜改善剂在第二电解液中的质量分数之和高于其在第一电解液中的质量分数之和,以使负极SEI膜和正极CEI膜薄而稳定,并减少锂离子在SEI膜和CEI膜中扩散的阻抗以及在正负极间扩散的阻抗,从而改善锂离子电池的低温放电性能,提高低温放电过程中的容量保持率以及放电平均电压,同时缩短电池优化研究周期。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,具体涉及一种锂离子电池及其制备方法与用电设备


技术介绍

1、高镍三元材料(镍钴锰(铝)酸锂,其中镍元素摩尔量占镍钴锰(铝)三种元素总摩尔量的0.8以上)在低温下,如-20℃,存在循环充放电过程中容量保持率低、放电平均电压低等不足。目前主要通过优化正负极材料的配方、粒径和压实密度以及电解液的配方等来解决上述问题,但这些方法优化研究周期比较长。因此,有必要开发一种改善周期比较短的方法来解决上述技术问题。


技术实现思路

1、基于现有技术存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池及其制备方法与用电设备,以在提高锂离子电池低温容量保持率和放电电压的同时,缩短改善周期。

2、第一方面,本专利技术提供了一种锂离子电池,包括电解液,所述电解液包括第一电解液和第二电解液;

3、所述第一电解液和所述第二电解液均包括锂盐、降阻抗剂、浸润改善剂、负极sei膜改善剂和低粘度溶剂,其中,所述第一电解液和所述第二电解液中的低粘度溶剂在25℃下的粘度均低于2.5mpa,s且介电常数均大于2.5;

4、锂盐、低粘度溶剂在所述第二电解液中的质量分数分别高于其在所述第一电解液中的质量分数;

5、降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂在所述第二电解液中的质量分数之和高于其在所述第一电解液中的质量分数之和。

6、进一步地,所述锂离子电池还包括负极活性材料,所述负极活性材料包括硅材料;所述第一电解液中,低粘度溶剂的质量分数/负极活性材料中硅材料的质量分数为4.2~4.7,锂盐的质量分数为11%~15%,降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂的质量分数之和为1.5%~4.0%;所述第二电解液中,低粘度溶剂的质量分数/负极活性材料中硅材料的质量分数为4.9~5.4,锂盐的质量分数为12%~17%,降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂的质量分数之和为2.0%~5.0%。

7、进一步地,所述硅材料包括氧化亚硅、硅合金、硅复合材料中的至少一种。

8、进一步地,所述第二电解液中降阻抗剂的质量分数不低于所述第一电解液中降阻抗剂的质量分数。

9、进一步地,所述第二电解液中浸润改善剂的质量分数不低于所述第一电解液中浸润改善剂的质量分数。

10、进一步地,所述第二电解液中负极sei膜改善剂的质量分数不低于所述第一电解液中负极sei膜改善剂的质量分数。

11、进一步地,所述第一电解液和所述第二电解液中的低粘度溶剂均包括碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯中;所述第一电解液中,碳酸丙烯酯的质量分数为5%~10%,碳酸甲乙酯的质量分数为15%~35%;所述第二电解液中,碳酸丙烯酯的质量分数为10%~15%,碳酸甲乙酯的质量分数为20%~40%。

12、进一步地,满足以下条件中的至少一条:

13、(1)所述第一电解液在所述电解液中的质量分数为45%~85%,所述第二电解液在所述电解液中的质量分数为15%~55%;

14、(2)所述第一电解液和所述第二电解液中,降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂的质量分数均为0.5%~3%;

15、(3)所述第一电解液和所述第二电解液中的降阻抗剂均包括二氟磷酸锂、二氟氧磷酸锂、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种;

16、(4)所述第一电解液和所述第二电解液中的浸润改善剂均包括氟苯、丙酸乙酯、乙酸丙酯中的至少一种;

17、(5)所述第一电解液和所述第二电解液中的负极sei膜改善剂均包括亚硫酸乙烯酯、1,4-丁烷磺酸内酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯等中的至少一种;

18、(6)所述第一电解液和所述第二电解液中的锂盐均包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂、高氯酸锂、二氟磷酸锂中的至少一种;

19、(7)所述锂离子电池还包括正极,所述正极包括正极活性材料,所述正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物中的至少一种,其中,所述锂镍钴锰氧化物中,镍元素的摩尔量/镍元素、钴元素和锰元素的总摩尔量≥0.8;所述锂镍钴铝氧化物中,镍元素的摩尔量/镍元素、钴元素和铝元素的总摩尔量≥0.8。

20、第二方面,本专利技术提供了一种所述锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:用第一电解液对干电芯进行第一次注液,浸润,化成,老化,再用第二电解液进行第二次注液,回氦入钉,密封片焊接,分容,得到锂离子电池。

21、第三方面,本专利技术还提供了一种用电设备,包括所述锂离子电池或所述制备方法制得的锂离子电池。

22、相比现有技术,本申请的有益效果在于:本申请通过控制锂盐、低粘度溶剂在第二电解液中的质量分数分别高于其在第一电解液中的质量分数,以及降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂在第二电解液中的质量分数之和高于其在第一电解液中的质量分数之和,在负极形成薄而稳定的sei膜,在正极形成薄而稳定的cei膜,既减少了锂离子在负极sei膜中以及正极cei膜中扩散的阻抗,又减小了锂离子在正负极间扩散的阻抗,从而改善了锂离子电池的低温放电性能,如提高了低温放电过程中的容量保持率以及放电平均电压,而且大大缩短了电池优化研究周期。

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【技术保护点】

1.一种锂离子电池,其特征在于,包括电解液,所述电解液包括第一电解液和第二电解液;

2.如权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池还包括负极活性材料,所述负极活性材料包括硅材料;所述第一电解液中,低粘度溶剂的质量分数/负极活性材料中硅材料的质量分数为4.2~4.7,锂盐的质量分数为11%~15%,降阻抗剂、浸润改善剂和负极SEI膜改善剂的质量分数之和为1.5%~4.0%;所述第二电解液中,低粘度溶剂的质量分数/负极活性材料中硅材料的质量分数为4.9~5.4,锂盐的质量分数为12%~17%,降阻抗剂、浸润改善剂和负极SEI膜改善剂的质量分数之和为2.0%~5.0%。

3.如权利要求2所述的锂离子电池,其特征在于,所述硅材料包括氧化亚硅、硅合金、硅复合材料中的至少一种。

4.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二电解液中降阻抗剂的质量分数不低于所述第一电解液中降阻抗剂的质量分数。

5.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二电解液中浸润改善剂的质量分数不低于所述第一电解液中浸润改善剂的质量分数。

6.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二电解液中负极SEI膜改善剂的质量分数不低于所述第一电解液中负极SEI膜改善剂的质量分数。

7.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述第一电解液和所述第二电解液中的低粘度溶剂均包括碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯中;所述第一电解液中,碳酸丙烯酯的质量分数为5%~10%,碳酸甲乙酯的质量分数为15%~35%;所述第二电解液中,碳酸丙烯酯的质量分数为10%~15%,碳酸甲乙酯的质量分数为20%~40%。

8.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,满足以下条件中的至少一条:

9.一种如权利要求1~8任一项所述的锂离子电池的制备方法,包括以下步骤:用第一电解液对烘干后的干电芯进行第一次注液,浸润,化成,老化,再用第二电解液进行第二次注液,回氦入钉,密封片焊接,分容,得到锂离子电池。

10.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1~8任一项所述的锂离子电池或如权利要求9所述制备方法制得的锂离子电池。

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【技术特征摘要】

1.一种锂离子电池,其特征在于,包括电解液,所述电解液包括第一电解液和第二电解液;

2.如权利要求1所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池还包括负极活性材料,所述负极活性材料包括硅材料;所述第一电解液中,低粘度溶剂的质量分数/负极活性材料中硅材料的质量分数为4.2~4.7,锂盐的质量分数为11%~15%,降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂的质量分数之和为1.5%~4.0%;所述第二电解液中,低粘度溶剂的质量分数/负极活性材料中硅材料的质量分数为4.9~5.4,锂盐的质量分数为12%~17%,降阻抗剂、浸润改善剂和负极sei膜改善剂的质量分数之和为2.0%~5.0%。

3.如权利要求2所述的锂离子电池,其特征在于,所述硅材料包括氧化亚硅、硅合金、硅复合材料中的至少一种。

4.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二电解液中降阻抗剂的质量分数不低于所述第一电解液中降阻抗剂的质量分数。

5.如权利要求1~3任一项所述的锂离子电池,其特征在于,所述第二电解液中浸润改善剂的质量分数不低于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:於志锋
申请(专利权)人:欣旺达动力科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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