【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，涉及一种全极耳大圆柱铁锂电池电解液及全极耳大圆柱铁锂电池。
技术介绍
1、在全极耳大圆柱铁锂体系电芯中，随着能量密度的要求，极片的压实密度和面密度逐渐提高，快充快放性能成了制约电池发展的关键性因素。并且由于全极耳特殊的揉平设计，致密的正负极耳揉平区使得电解液难以通过毛细力作用浸润极片与隔膜，导致浸润问题越来越突出，所以需要动力学更好的电解液解决这类问题，使用羧酸酯类溶剂搭配浸润性添加剂可以明显改善循环过程中电解液浸润问题。但电芯在快充快放时温升较高，尤其是容量较大时，电芯内部温度更高，电芯在循环过程中静置时间较短，电芯温度不能立即降到室温，在整个生命周期电芯的实际循环工况温度较高，副反应严重；同时正负极揉平焊接处，盖板件的传热能力有限，由于温度场的存在，同样使得电芯实际循环温度较高，所以急需改善高温性能的添加剂抑制电解液在高温下的副反应，稳定sei成膜，降低电芯内部产气，缓解由于产气带来的阻抗增加，电流密度不均的问题，进而改善大倍率快充性能。故此，本专利技术旨在能够在磷酸铁锂全极耳大圆柱体系中，既解决极耳揉平设计导致电解液的浸润问题，又兼顾由于快充快放带来的温升问题，进而改善高容量铁锂体系的快充循环性能。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种全极耳大圆柱铁锂电池电解液及全极耳大圆柱铁锂电池。本专利技术旨在解决大圆柱全极耳特殊的揉平设计带来的浸润问题，并在此基础上改善由于温升带来的副反应严重和产气问题。通过搭配使用低粘羧酸酯和浸
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，所述电解液包括溶剂、电解质、浸润性添加剂b和添加剂c，所述浸润性添加剂b包括具有式i或式ii所示结构的化合物中的至少一种：
4、
5、其中，r1和r2独立地选自f取代或未取代的c1-c6烷基、f取代或未取代的c1-c6烷氧基，r3和r4独立地选自f取代或未取代的c1-c6烷基、f取代或未取代的c1-c6烷氧基、f取代或未取代的c3-c6环烷氧基，r3和r4独立存在或者连接成环，并且r1-r4中所含氟的总数至少为4个；r5-r10独立地选自h、f、f取代或未取代的c1-c6的烷基，f取代或未取代的c1-c6的烷氧基，且r5至r10中的至少有一个为f或f取代的基团；
6、所述溶剂包括线状羧酸酯，所述线状羧酸酯在总溶剂中的质量占比为a％，10≤a≤40；
7、所述浸润性添加剂b在电解液中的质量占比为x％，0.1≤x≤5；并且满足0.007≤x/a≤0.36。
8、所述添加剂c选自含硫类的化合物。
9、在本专利技术中，所述c1-c6烷基可以是c1、c2、c3、c4、c5或c6烷基；所述c1-c6烷氧基可以是c1、c2、c3、c4、c5或c6烷氧基。
10、在本专利技术中，引入低粘线状羧酸酯，降低电解液粘度的同时，降低电解液本身的阻抗和极片孔阻抗；搭配使用添加剂b，可以进一步提高电解液的浸润性，组合使用添加剂c，其较高的还原电位可以在负极优先还原成膜，形成含硫组分的sei膜，在一定程度上加速了li+在石墨表面的嵌锂动力学，在快充条件下，电芯温升较高，可有效地抑制高温下的副反应，减少气体的产生。
11、优选地，所述线状羧酸酯在总溶剂中的质量占比为a％，10≤a≤40(例如a可以为10、12、15、18、20、23、25、28、30、33、35、38或40)。
12、优选地，所述添加剂b在电解液中的质量占比为x％，0.1≤x≤5(例如可以为0.1、0.3、0.5、0.8、1、2、3、4或5)；并且满足0.0025≤x/a≤0.5(例如x/a可以为0.0025、0.005、0.008、0.1、0。2、0.3、0.4或0.5等)。
13、优选地，所述添加剂c在电解液中的质量占比为c％，0.05≤c≤1，例如c可以为0.05、0.08、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0。
14、在本专利技术中，选择合适的羧酸酯在电解液中的含量，使得电解液处于较好的动力学，在此基础上搭配使用浸润型的添加剂，使得电解液在电芯中浸润性更好，在循环过程中即使由于极片膨胀导致电解液被挤出极片，由于此优化的电解液具有更低的粘度，在浸润剂的作用下与极片的吸引力更强，有利于电解液在较大的挤压力下仍然可以通过毛细力浸润极片，避免循环中的电芯出现上端缺液下端富液的情况。由于在大倍率充放条件下，电池温升较高，高温下循环容易导致电解液分解产生副产物游离在电解液中，或生成气体，增大电芯阻抗，通过组合使用添加剂c，此类含硫添加剂还原电位较高，在负极优先还原成膜，参与形成sei组分，增加sei膜的高温稳定性能，同时也降低化成初期其他组分的消耗。
15、优选地，所述具有式i所示结构的化合物为如下结构式1-结构式10所示化合物中的任意一种：
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18、优选地，所述具有式ii所示结构的化合物为如下结构式11-结构式27所示化合物中的任意一种：
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21、优选地，所述添加剂c选自如下结构式28-结构式43所示化合物中的至少一种：
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24、优选地，所述线状羧酸酯选自乙酸乙酯(ea)、丙酸乙酯(ep)、丙酸甲酯(mp)、丙酸丙酯(pp)、乙酸甲酯(ma)、乙酸-2,2-二氟乙酯、2,2,2-三氟乙酸乙酯、1,1,1-三氟-2-乙酸丙酯、三氟乙酸六氟异丙酯、乙酸二氟乙酯(edfa)、乙二醇乙醚醋酸酯或乙二醇甲醚乙酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
25、优选地，所述溶剂还包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯中的至少一种或至少两种的组合。
26、优选地，所述电解质选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二氟草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂或三(三氟甲基磺酰)甲基锂中的一种或至少两种的组合。
27、优选地，以所述电解液的总质量为100％计，所述电解质的质量百分含量为10％-20％，例如10％、12％、14％、15％、17％、19％或20％。
28、另一方面，本专利技术提供一种全极耳大圆柱铁锂电池，所述全极耳大圆柱铁锂电池包括如上所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液。
29、优选地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述电解液包括溶剂、电解质、浸润性添加剂B和添加剂C，所述浸润性添加剂B包括具有式I或式II所示结构的化合物中的至少一种：
2.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述添加剂C在电解液中的质量占比为c％，0.05≤c≤1。
3.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述具有式I所示结构的化合物为如下结构式1-结构式10所示化合物中的任意一种：
4.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述具有式II所示结构的化合物为如下结构式11-结构式27所示化合物中的任意一种：
5.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述添加剂C选自如下结构式28-结构式43所示化合物中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述线状羧酸酯选自乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸-2,2-二氟乙酯、2,2,2-三氟乙酸乙酯、1,1,1-三氟-2
7.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述溶剂还包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯中的至少一种或至少两种的组合；
8.一种全极耳大圆柱铁锂电池，其特征在于，所述全极耳大圆柱铁锂电池包括如权利要求1-7中任一项所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液。
9.根据权利要求8所述的全极耳大圆柱铁锂电池，其特征在于，所述全极耳大圆柱铁锂电池的正极活性物质为LiFePO4，掺杂Ti4+、Co2+、Zn2+、Mn2+、La2+、V3+或Mg2+离子的改性LiFePO4，或碳包覆的LiFePO4；
10.根据权利要求8所述的全极耳大圆柱铁锂电池，其特征在于，所述全极耳大圆柱铁锂电池的负极活性物质为石墨或者由软碳、金属或金属氧化物包覆的石墨；
...【技术特征摘要】
1.一种全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述电解液包括溶剂、电解质、浸润性添加剂b和添加剂c，所述浸润性添加剂b包括具有式i或式ii所示结构的化合物中的至少一种：
2.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述添加剂c在电解液中的质量占比为c％，0.05≤c≤1。
3.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述具有式i所示结构的化合物为如下结构式1-结构式10所示化合物中的任意一种：
4.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述具有式ii所示结构的化合物为如下结构式11-结构式27所示化合物中的任意一种：
5.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述添加剂c选自如下结构式28-结构式43所示化合物中的至少一种：
6.根据权利要求1所述的全极耳大圆柱铁锂电池用电解液，其特征在于，所述线状羧酸酯选自乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫晓，臧成杰，郑春龙，刘丽娟，
申请(专利权)人：江苏天鹏电源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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