【技术实现步骤摘要】
本申请涉及用于循环锂离子的电化学电池的电解质体系。
技术介绍
1、本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
2、需要先进的储能设备和系统以满足各种产品的能量和/或电力需求，所述产品包括汽车产品例如启停系统(例如12v启停系统)、电池组辅助系统、混合动力电动汽车(″hev")和电动汽车(″ev″)。典型的锂离子电池组包括至少两个电极和电解质和/或隔离件。所述两个电极中的一个可以充当正电极或阴极以及另一个电极可以充当负电极或阳极。填充有液体或固体电解质的隔离件可以设置于所述负电极和正电极之间。所述电解质适合在所述电极之间传导锂离子并且类似于所述两个电极可以是固体和/或液体形式和/或其杂合体。在包括固态电极和固态电解质(或固态隔离件)的固态电池组的情况中，所述固态电解质(或固态隔离件)可以将所述电极物理隔离从而不需要单独的隔离件。
3、很多不同的材料可以用来产生用于锂离子电池组的组件。例如，在各个方面中，正电极包含富镍电活性材料(例如，过渡金属晶格上大于或等于约0.8摩尔分数)，例如nmc(lini1-x-ycoxmnyo2)(其中0.01≤x≤0.33、0.01≤y≤0.33)或ncma(lini1-x-y-zcoxmnyalzo2)(其中0.02≤x≤0.20、0.01≤y≤0.12、0.01≤z≤0.08)，所述富镍电活性材料能够提供改善的容量能力(例如大于200mah/g)同时在不损害所述正电极的结构稳定性的情况下允许额外的锂提取。负电极通常包含锂插入材料或合金主体材料。例如，用于形成阳
技术实现思路
1、本部分提供了本公开的一般概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
2、本公开涉及用于循环锂离子的电化学电池的电解质体系。所述电解质体系可以包含一种或多种电解质添加剂。所述电化学电池可以包括具有富镍电活性材料的一个或多个正电极和具有体积膨胀负极电活性材料例如硅的一个或多个负电极。
3、在各个方面中，本公开提供循环锂离子的电化学电池。所述电化学电池可以包括第一电极、第二电极和设置在所述第一电极和第二电极之间的隔离层。所述第一电极可以包含含有大于或等于约80％镍(ni)的富镍正极电活性材料。所述第二电极可以包含基于硅的负极电活性材料。所述电化学电池还可以包括与第一电极中的所述富镍正极电活性材料和第二电极中的所述基于硅的负极电活性材料中的至少一者接触的电解质。所述电解质可以包含大于或等于约1重量％至小于或等于约3重量％的电解质添加剂。所述电解质添加剂可以选自琥珀酸酐(sa)、马来酸酐、n-羧基酸酐(n-carboxyanhydride)、戊二酸酐、靛红酸酐(isatin anhydride)、柠康酸酐(citraconic anhydride)、及其组合。
4、在一方面中，所述电解质可以进一步包含溶剂，所述溶剂选自：碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、环丁砜(sulfolane)、及其组合。
5、在一方面中，所述电解质可以进一步包含含有碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)的溶剂混合物。
6、在一方面中，碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)之间的质量比可以为约3∶7。
7、在一方面中，所述电解质可以包含约1重量％的所述电解质添加剂。
8、在一方面中，所述电解质添加剂可以包括琥珀酸酐(sa)。
9、在一方面中，所述富镍正极电活性材料可以由以下化学式表示：
10、lim1xm2ym3zm4(1-x-y-z)o2
11、其中m1包含镍(ni)且m2、m3和m4是独立地选自由以下各项组成的组的过渡金属：锰(mn)、钴(co)、铝(al)、铁(fe)、及其组合，0.8≤x≤1、0≤y≤1且0≤z≤1。
12、在一方面中，所述富镍正极电活性材料可以由以下化学式表示：
13、lini1-x-y-zcoxmnyalzo2
14、其中0.02≤x≤0.20、0.01≤y≤0.12、0.01≤z≤0.08。
15、在一方面中，所述第二电极可以是包含所述基于硅的负极电活性材料和碳质负极电活性材料的复合电极。
16、在一方面中，所述复合电极可以包含大于或等于约1重量％至小于或等于约50重量％的所述基于硅的负极电活性材料和大于或等于约50重量％至小于或等于约80重量％的所述碳质负极电活性材料。
17、在一方面中，所述基于硅的负极电活性材料可以选自：si、siox(其中x≤2)、lixsioy(其中2≤x≤6且4≤y≤7)、及其组合。
18、在各个方面中，本公开提供循环锂离子的电化学电池。所述电化学电池可以包括第一多孔电极、第二多孔电极和设置在所述第一多孔电极和所述第二多孔电极之间的隔离层。所述第一多孔电极可以包含与正极电活性材料混合的电解质，所述正极电活性材料由以下化学式表示：
19、lim1xm2ym3zm4(1-x-y-z)o2
20、其中m1包含镍(ni)且m2、m3和m4是独立地选自由以下各项组成的组的过渡金属：锰(mn)、钴(co)、铝(al)、铁(fe)及其组合，0.8≤x≤1、0≤y≤1且0≤z≤1。所述第二多孔电极可以包含与基于硅的负极电活性材料混合的所述电解质。所述电解质可以包含大于或等于约1重量％至小于或等于约3重量％的电解质添加剂。所述电解质添加剂可以选自：琥珀酸酐(sa)、马来酸酐、n-羧基酸酐、戊二酸酐、靛红酸酐、柠康酸酐、及其组合。
21、在一方面中，所述电解质可以进一步包含含有碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)的溶剂混合物。
22、在一方面中，碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)之间的质量比可以为约3∶7。
23、在一方面中，所述电解质可以包含约1重量％的所述电解质添加剂。
24、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种循环锂离子的电化学电池，所述电化学电池包括：
2.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述电解质进一步包含溶剂，所述溶剂选自：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、环丁砜、及其组合。
3.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述电解质进一步包含含有碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的溶剂混合物。
4.根据权利要求3所述的电化学电池，其中碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)之间的质量比为约3：7。
5.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述电解质包含约1重量％的所述电解质添加剂。
6.根据权利要求5所述的电化学电池，其中所述电解质添加剂包括琥珀酸酐(SA)。
7.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述富镍正极电活性材料由以下化学式表示：
...【技术特征摘要】
1.一种循环锂离子的电化学电池，所述电化学电池包括：
2.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述电解质进一步包含溶剂，所述溶剂选自：碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、环丁砜、及其组合。
3.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述电解质进一步包含含有碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)的溶剂混合物。
4.根据权利要求3所述的电化学电池，其中碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)之间的质量比为约3：7。
5.根据权利要求1所述的电化学...
【专利技术属性】
技术研发人员：王传龙，黄晓松，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。