【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、全极耳工艺区别于传统单/双极耳工艺，是将整个正/负极集流体变成极耳，大幅降低电池内阻和发热量，解决高能量密度电芯发热问题，满足快充功率性能要求，同时保证高安全性。但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。由于全极耳特殊揉平设计，制备出致密的正负极耳揉平区，使得留在正负极耳与正负极盖板件间的电解液难以通过毛细力作用浸润极片与隔膜，大部分的电解液只能通过中心卷针孔道、卷芯外圈与外壳之间空隙进行浸润，由于电解液的流经路径大大降低，导致浸润问题越来越突出，需要动力学更好，浸润性能更佳的电解液以适应这种特殊的结构，故此，本专利技术旨在磷酸铁锂全极耳大圆柱体系中，解决电解液的浸润问题，通过在电解液溶剂中引入低粘羧酸酯，降低电解液的粘度，提高电导率，进而改善动力学，同时也可降低电解液本身的阻抗和正负极片孔阻抗。
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。
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，所述全极耳大圆柱铁锂电池用电解液包括溶剂、电解质和浸润性添加剂，所述浸润性添加剂为具有式i或式ii所示结构的化合物：
4、
5、其中，r1和r2独立地选自f取代或未取代
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(例如a可以为10、12、15、18、20、23、25、28、30、33、35、38或40)；
7、所述浸润性添加剂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0.007≤x/a≤0.36(例如x/a可以为0.007、0.008、0.1、0.2、0.25、0.3或0.36等)。
8、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，在此基础上引入浸润性的添加剂，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、更小的接触角，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，即使在大倍率充放条件下，可降低浓差极化，改善铁锂体系中的大倍率循环。
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、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：
11、
12、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：
13、
14、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。
15、优选地，所述溶剂还包括其特征在于，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或碳酸甲乙酯中的至少一种或至少两种的组合。
16、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。
17、优选地，以所述锂离子电池电解液的总质量为100％计，所述电解质的含量为10％-20％，例如10％、12％、14％、15％、17％、19％或20％。
18、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。
19、优选地，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。
20、优选地，所述全极耳大圆柱铁锂电池的正极的压实密度为2.2-2.8g/cm3，例如2.2g/cm3、2.3g/cm3、2.4g/cm3、2.5g/cm3、2.6g/cm3、2.7g/cm3或2.8g/cm3，单面面密度为16-24mg/cm2，例如16mg/cm2、18mg/cm2、20mg/cm2、22mg/cm2或24mg/cm2。
21、为了提升电池容量，会增大正极的压实密度和涂布面密度，导致注液后正极片浸润困难，且吸液速率会明显下降，由于正极决定了电池的总容量，电池性能与正极浸润度密切相关，所以较低的正极浸润性会导致低容量，并且在循环过程中电性能表现差；本电解液基础溶剂设计，使得电解液具有较低的粘度和更高的电导率，有利于快充和低温循环，通过引入浸润性添加剂使得电解液具有更低的表面张力，进一步提高电解液对极片的浸润特性，使得注液后快速浸润极片和隔膜，增大极片和隔膜的吸液速率和保液能力，同时在充放电过程中锂离子可以快速传输，进而达到改善快充和低温循环的目的。
22、优选地，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。
23、优选地，所述金属选自ag、ni、sn、zn或al中的任意一种或至少两种的组合。
24、优选地，所述金属氧化物选自nio、moo3、cuo或fe2o3中的任意一种或至少两种的组合。
25、优选地，所述全极耳大圆柱铁锂电池的负极的压实密度为1.4-1.7g/cm3，例如1.4g/cm3、1.5g/cm3、1.6g/cm3或1.7g/cm3，单面面密度为8.15-12.25mg/cm2，例如8.15mg/cm2、8.5mg/cm2、9mg/cm2、9.5mg/cm2、10mg/cm2、10.5mg/cm2、11mg/cm2、11.5mg/cm2、12mg/cm2或12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，所述全极耳大圆柱铁锂电池用电解液包括溶剂、电解质和浸润性添加剂，所述浸润性添加剂为具有式I或式II所示结构的化合物：
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：
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：
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-乙酸丙酯、三氟乙酸六氟异丙酯、乙酸二氟乙酯、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。
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，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或碳酸甲乙酯中的至少一种或至少
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。
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，以所述全极耳大圆柱铁锂电池用电解液的总质量为100％计，所述电解质的含量为10％-20％。
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，所述全极耳大圆柱铁锂电池用电解液包括溶剂、电解质和浸润性添加剂，所述浸润性添加剂为具有式i或式ii所示结构的化合物：
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：
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：
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-乙酸丙酯、三氟乙酸六氟异丙酯、乙酸二氟乙酯、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。
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，所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯或碳酸甲乙酯中的至少一种或至少两种的组合。
6.根据权利...
【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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