【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，涉及一种锂离子电池电解液及锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池因具有能量密度高、寿命长、无记忆效应等特点被广泛应用于移动电子设备、电动汽车、二轮电动车、无人机等领域。随着使用锂离子电池供电产品的不断发展，人们对锂离子电池的能量密度和寿命提出了更高的需求。
2、现有电动工具领域使用的锂离子电池主要是一些高镍体系的18650电芯，当电芯在高温/过度充电等滥用条件下，正负极会与电解液产生交互，发生一系列副反应导致电芯内部热量以及压力迅速积累，最终引起电芯热失控起火爆炸。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的一个目的在于提供一种适配于现有高能量密度电芯的电解液与正极/负极体系，以能够降低电芯在过充/高温条件下的副反应，减少电芯内部产热，改善电池的过充/热箱性能。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种锂离子电池电解液，所述电解液至少含有碳酸酯类溶剂、含氟添加剂、含磷添加剂、腈类添加剂，其中，所述碳酸酯类溶剂为环状碳酸酯类有机化合物，所述含氟添加剂为氟取代的环状碳酸脂类有机化合物，所述含磷添加剂为有机硅烷磷酸酯类化合物，所述腈类添加剂为腈类有机化合物，它们的含量分别为：50≤a≤70，5≤b≤10，0.3≤c≤0.8，0.3≤d≤1；
4、其中，a为环状碳酸酯类有机化合物的质量百分比，单位为％；b为氟取代的环状碳酸脂类有机化合物的质量百分比，单位为％；c为有机硅烷磷酸酯类化合物的质量百分
5、作为优选的一个方面，所述碳酸酯类溶剂选自结构式1；在所述结构式1中，r1，r2分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个卤素取代基的c1～c6烷烃，n为1～6的自然数；
6、
7、作为优选的一个方面，所述含氟添加剂选自结构式2；在所述结构式2中，r3，r4，r5分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、氟、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个氟取代的c1～c6烷烃；
8、
9、作为优选的一个方面，所述含磷添加剂选自结构式3；所述结构式3中，r6，r7，r8分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个氟取代的c1～c6烷烃；
10、
11、作为优选的一个方面，所述腈类添加剂选自结构式4；所述结构式4中，r9，r10分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个氟取代的c1～c6烷烃，n为1～6的自然数；
12、
13、一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜，所述电解液为如上任一项所述的锂离子电池电解液。
14、作为优选的一个方面，所述锂离子电池电解液满足以下条件：6<(a+(b+c+d)2)/x2<18，其中，x为正极极片的压实密度，单位为g/cm3。
15、作为优选的一个方面，所述正极极片的压实密度为3.40～3.80g/cm3。
16、作为优选的一个方面，所述正极极片的面密度为17.00～17.5mg/cm2。
17、作为优选的一个方面，所述正极极片材料为lianibcocmndaleo2，其中0.95≤a≤1.1，0.8≤b≤0.95，0.02≤c≤0.15，0.02<d≤0.15，0.01≤e≤0.1。
18、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术针对高镍ncma正极，通过极片与电解液体系的搭配可以改善电芯在过充/热箱条件下的温升以及副反应。
20、本设计所提供的锂离子电池电解液，可以在正负极界面形成稳定的富含无机组分lif的界面保护膜，抑制溶剂在正负极界面被氧化还原，有效降低界面副反应。且此溶剂与添加剂的配比可以增加锂盐的溶解，提升电解液体系的锂离子迁移数，与正极片设计协同作用，降低界面极化，减少由于极化所带来的副反应。
21、同时，该电解液腈类添加剂可以与正极发生交互作用，稳定正极类尖晶石相且形成稳定的cei膜，抑制正极相变，减少由于正极相变释氧所带来的副反应。通过不同溶剂、添加剂以及正极元素配比的调整，可以形成稳定的正负极界面保护膜，降低极化，稳定正极材料，减少电池体系中的副反应，改善电池过充/热箱性能。
22、应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液至少含有碳酸酯类溶剂、含氟添加剂、含磷添加剂、腈类添加剂，其中，所述碳酸酯类溶剂为环状碳酸酯类有机化合物，所述含氟添加剂为氟取代的环状碳酸脂类有机化合物，所述含磷添加剂为有机硅烷磷酸酯类化合物，所述腈类添加剂为腈类有机化合物，它们的含量分别为：50≤A≤70，5≤B≤10，0.3≤C≤0.8，0.3≤D≤1；
2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述碳酸酯类溶剂选自结构式1；在所述结构式1中，R1，R2分别为C1～C6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的C1～C6烷烃、至少含有一个卤素取代基的C1～C6烷烃，n为1～6的自然数；
3.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述含氟添加剂选自结构式2；在所述结构式2中，R3，R4，R5分别为C1～C6的饱和烷烃、氢、氟、至少含有一个不饱和双键的C1～C6烷烃、至少含有一个氟取代的C1～C6烷烃；
4.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述含磷添加剂选自结构式3；所述结构式3中，R6，R7，R8分别为C1～C
5.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述腈类添加剂选自结构式4；所述结构式4中，R9，R10分别为C1～C6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的C1～C6烷烃、至少含有一个氟取代的C1～C6烷烃，n为1～6的自然数；
6.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片、电解液和隔膜，所述电解液为如权利要求1～7中任一项所述的锂离子电池电解液。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池电解液满足以下条件：6<(A+(B+C+D)2)/X2<18，其中，X为正极极片的压实密度，单位为g/cm3。
8.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的压实密度为3.40～3.80g/cm3。
9.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的面密度为17.00～17.5mg/cm2。
10.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极极片材料为LiaNibCocMndAleO2，其中0.95≤a≤1.1，0.8≤b≤0.95，0.02≤c≤0.15，0.02<d≤0.15，0.01≤e≤0.1。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液至少含有碳酸酯类溶剂、含氟添加剂、含磷添加剂、腈类添加剂，其中，所述碳酸酯类溶剂为环状碳酸酯类有机化合物，所述含氟添加剂为氟取代的环状碳酸脂类有机化合物，所述含磷添加剂为有机硅烷磷酸酯类化合物，所述腈类添加剂为腈类有机化合物，它们的含量分别为：50≤a≤70，5≤b≤10，0.3≤c≤0.8，0.3≤d≤1；
2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述碳酸酯类溶剂选自结构式1；在所述结构式1中，r1，r2分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个卤素取代基的c1～c6烷烃，n为1～6的自然数；
3.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述含氟添加剂选自结构式2；在所述结构式2中，r3，r4，r5分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、氟、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个氟取代的c1～c6烷烃；
4.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述含磷添加剂选自结构式3；所述结构式3中，r6，r7，r8分别为c1～c6的饱和烷烃、氢、至少含有一个不饱和双键的c1～c6烷烃、至少含有一个氟取代的c1～c6烷烃...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，林雅，陈卫晓，田少杰，臧成杰，郑春龙，
申请(专利权)人：江苏天鹏电源有限公司，
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。