【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于循环锂离子的电化学电池的电解质系统。所述电解质系统包含电解质添加剂。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者多个负电极。
技术介绍
1、本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
2、需要先进的能量存储装置和系统以满足各种产品的能量和/或功率要求，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、混合动力电动车辆(“hev”)和电动车辆(“ev”)。典型的锂离子电池组包括至少两个电极以及电解质和/或隔离件。两个电极中的一个可以充当正电极或阴极，且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设置在负电极和正电极之间。电解质适用于在电极之间传导锂离子，并且与两个电极类似可以是固体和/或液体形式和/或其混合态。在固态电池组的情况下，其包括固态电极和固态电解质(或固态隔离件)，固态电解质(或固态隔离件)可以物理分隔电极，从而不需要单独的隔离件。
3、许多不同的材料可用于制造锂离子电池组的组件。例如，在各个方面，正电极包含富镍电活性材料(例如，在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)，其能够提供改善的容量能力(例如大于200mah/g)同
技术实现思路
1、本部分提供了本公开的总体概括，而不是对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系统。所述电解质系统包含电解质添加剂。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者多个负电极。
3、在各个方面，本公开提供循环锂离子的电化学电池。所述电化学电池可包括第一电极、第二电极和分隔层。所述第一电极可包含富镍正极电活性材料，所述富镍正极电活性材料包含大于或等于约80质量百分比的镍(ni)。所述第二电极可包含基于硅的负极电活性材料。所述电化学电池还可包含与所述第一电极中的所述富镍正极电活性材料和所述第二电极中的所述基于硅的负极电活性材料中的至少一种接触的电解质。所述电解质可包含大于或等于约0.5重量％至小于或等于约2重量％的电解质添加剂。所述电解质添加剂可包括(2-氰乙基)三乙氧基硅烷(teoscn)。
4、在一个方面，所述电解质可进一步包含含锂盐和溶剂。所述溶剂可选自：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、1，3-二氧戊烷、环丁砜及其组合。
5、在一个方面，所述电解质可进一步包含含锂盐和溶剂混合物。所述溶剂混合物可包含碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)。
6、在一个方面，所述碳酸亚乙酯(ec)和所述碳酸二甲酯(dmc)之间的质量比可为约3∶7。
7、在一个方面，所述电解质可进一步包含大于或等于约0.5重量％至小于或等于约1.5重量％的碳酸亚乙烯酯(vc)。
8、在一个方面，所述电解质可进一步包含大于或等于约0.5重量％至小于或等于约2重量％的碳酸氟代亚乙酯(fec)。
9、在一个方面，所述电解质可包含约1重量％的所述电解质添加剂。
10、在一个方面，所述电解质可包含约2重量％的所述电解质添加剂。
11、在一个方面，所述富镍正极电活性材料可由下式表示：
12、lim1xm2ym3zm4(1-x-y-z)o2
13、其中m1包括镍(ni)且m2、m3和m4是独立地选自锰(mn)、钴(co)、铝(al)、铁(fe)及其组合的过渡金属，且其中0.8≤x≤1，0≤y≤1，和0≤z≤1。
14、在一个方面，所述富镍正极电活性材料可由下式表示：
15、lini1-x-y-zcoxmnyalzo2
16、其中0.02≤x≤0.20，0.01≤y≤0.12，0.01≤z≤0.08。
17、在一个方面，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。
18、在一个方面，所述复合电极可包含大于或等于约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。
19、在一个方面，所述基于硅的负极电活性材料可选自：si、siox(其中x≤2)、lixsioy(其中2≤x≤6和4≤y≤7)及其组合。
20、在各个方面，本公开提供循环锂离子的电化学电池。所述电化学电池可包括第一多孔电极、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分隔层。所述第一多孔电极可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下式表示
21、lim1xm2ym3zm4(1-x-y-z)o2
22、其中m1包括镍(ni)且m2、m3和m4是独立地选自锰(mn)、钴(co)、铝(al)、铁(fe)及其组合的过渡金属，其中0.8≤x≤1，0≤y≤1，和0≤z≤1。所述第二多孔电极可包含与基于硅的负极电活性材料混合的所述电解质。所述电解质包含大于或等于约0.5重量％至小于或等于约2重量％的电解质添加剂。所述电解质添加剂可包括(2-氰乙基)三乙氧基硅烷(teoscn)。
23、在一个方面，所述电解质可进一步包含含锂盐和溶剂混合物。所述溶剂混合物可包含碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二甲酯(dmc)。
24、在一个方面，所述碳酸亚乙酯(ec)和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.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含锂盐和溶剂，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、1，3-二氧戊烷、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锂盐和包含碳酸亚乙酯(EC)与碳酸二甲酯(DMC)的溶剂混合物。
4.根据权利要求3所述的电化学电池，其中所述碳酸亚乙酯(EC)和所述碳酸二甲酯(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，其中所述电解质进一步包含大于或等于约0.5重量％至小于或等于约1.5重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)。
6.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大于或等于约0.5重量％至小于或等于约2重量％的碳酸
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下式表示：
8.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下式表示：
9.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述第二电极为复合电极，所述复合电极包含大于或等于约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％的碳质负极电活性材料。
10.根据权利要求1所述的电化学电池，其中所述基于硅的负极电活性材料选自：Si、SiOx(其中x≤2)、LixSiOy(其中2≤x≤6和4≤y≤7)及其组合。
...【技术特征摘要】
1.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含锂盐和溶剂，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、1，3-二氧戊烷、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锂盐和包含碳酸亚乙酯(ec)与碳酸二甲酯(dmc)的溶剂混合物。
4.根据权利要求3所述的电化学电池，其中所述碳酸亚乙酯(ec)和所述碳酸二甲酯(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，其中所述电解质进一步包含大于或...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜萌，王传龙，
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：
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