System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电解液及包含该电解液的锂离子电池制造技术_技高网

电解液及包含该电解液的锂离子电池制造技术

技术编号:43282721 阅读:20 留言:0更新日期:2024-11-12 16:05
本发明专利技术公开了一种电解液及包含该电解液的锂离子电池。该电解液包括电解质盐、有机溶剂和添加剂。添加剂包括化合物A,化合物A的结构式如结构式Ⅰ、结构式II或结构式III所示。本发明专利技术的电解液中化合物A为多联含氮及硫的杂环结构,其可以通过自身配位键与过渡金属离子形成稳定络合物,缓解过渡金属对负极界面膜的破坏作用,因而具有较佳的高温性能。此外,化合物A能在负极处形成含硫、氮聚合物界面,可减少电池在循环和存储过程中的界面副反应,有效抑制SEI界面的分解,进而改善锂离子电池的高温存储及高温循环性能,并且所形成的界面膜具有较优的锂离子传输特性,能改善低温及快充特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源电池,尤其涉及一种电解液及包含该电解液的锂离子电池


技术介绍

1、锂离子电池以其高比能量、长循环寿命、环境友好等优点在消费类电子产品、电动汽车和储能等领域得到了广泛的应用。随着交通运输的发展及碳中和概念的提出,电动汽车(ev)领域对锂离子电池的需求急剧增长,当前迫切需要在能量和功率密度,循环寿命,宽温适宜性等方面具有良好的性能。目前,车用锂离子电池的主流发展路线是高镍(镍含量>0.5)三元正极材料搭配硅碳负极,由于高镍三元正极材料具有较高的比容量,硅碳负极具有较多的脱锂/嵌锂容量,致使锂离子电池的整体能量密度突破300wh/kg。

2、高镍三元正极材料虽然具有较高的可逆比容量、低廉的价格以及环境友好性的优点,然而由于高镍三元正极材料中镍含量的提高,导致锂离子电池具有较高的放电电压,因此,电解液(有机溶剂、添加剂)更容易在正极和电解质的界面发生分解,从而产生气体造成电池胀气,且同时高镍三元正极材料层状结构稳定性和热稳定性也有所下降。而材料结构稳定性差的情况下,高倍率充电易发生析锂,极易引发电池的安全问题,另外常规电解液体系的锂离子电池大电流快速充电时,电极界面阻抗增加,锂离子不能够有效的嵌入阳极,导致析锂,进而造成电极反应极化、放电平台降低、锂离子电池的能量衰减,甚至带来安全隐患。

3、为此,实现高镍三元正极材料尤其是搭配硅碳负极材料的锂离子电池的应用具有非常大的挑战。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种电解液及包含该电解液的锂离子电池,该电解液能有效改善锂离子电池的快充、高温及低温性能,有利于高镍三元正极材料的推广应用。

2、为了实现以上目的,本专利技术提供了一种电解液,包括电解质盐、有机溶剂和添加剂。所述添加剂包括化合物a,所述化合物a的结构式如结构式ⅰ、结构式ii或结构式iii所示。

3、

4、其中,x、y、z三者中至少一个为s,至少一个为nr,r为h或c1~c6的烃基。

5、与现有技术相比,本专利技术的电解液中化合物a为多联含氮及硫的杂环结构,其可以通过自身配位键与过渡金属离子形成稳定络合物,缓解过渡金属对负极界面膜的破坏作用,因而具有较佳的高温性能。此外,化合物a能在负极处形成含硫、氮聚合物界面,可减少电池在循环和存储过程中的界面副反应,有效抑制sei界面的分解,进而改善锂离子电池的高温存储及高温循环性能。并且所形成的界面膜具有较优的锂离子传输特性,能改善低温及快充特性。

6、作为本专利技术的一技术方案,所述化合物a选自化合物1~化合物8中的至少一种。

7、

8、

9、作为本专利技术的一技术方案,所述化合物a占所述电解液质量的0.1~5.0%。

10、作为本专利技术的一技术方案,所述电解质盐包含第一电解质盐和第二电解质盐。

11、作为本专利技术的一技术方案,所述第一电解质盐为2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂。

12、作为本专利技术的一技术方案,所述第二电解质盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、氟磺酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二磷酸锂和低级脂肪族羧酸锂中的至少一种。

13、作为本专利技术的一技术方案,所述第一电解质盐占所述电解液质量的0.01~10.00%,所述第二电解质盐占所述电解液质量的8~15%。

14、作为本专利技术的一技术方案,所述有机溶剂为碳酸酯、羧酸酯和醚类化合物中的至少一种。

15、本专利技术第二方面提供了一种锂离子电池,包括正极材料、负极材料和前述的电解液。本专利技术的锂离子电池具有较佳的快充、高温及低温性能。

16、作为本专利技术的一技术方案,所述正极材料为linixcoymnzm1-x-y-zo2或linixcoyalzm1-x-y-zo2,其中,m为mg、cu、zn、sn、b、ga、cr、sr、v和ti中的任意一种,0.5≤x<1.0,0<y<1.0,0<z<1.0,0.9<x+y+z≤1.0。

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【技术保护点】

1.一种电解液,包括电解质盐、有机溶剂和添加剂,其特征在于,所述添加剂包括化合物A,所述化合物A的结构式如结构式Ⅰ、结构式II或结构式III所示,

2.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述化合物A选自化合物1~化合物8中的至少一种:

3.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述化合物A占所述电解液质量的0.1~5.0%。

4.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述电解质盐包含第一电解质盐和第二电解质盐。

5.如权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述第一电解质盐为2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂。

6.如权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述第二电解质盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、氟磺酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、二磷酸锂和低级脂肪族羧酸锂中的至少一种。

7.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第一电解质盐占所述电解液质量的0.01~10.00%,所述第二电解质盐占所述电解液质量的5~15%。

8.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述有机溶剂为碳酸酯、羧酸酯和醚类化合物中的至少一种。

9.一种锂离子电池,其特征在于,包括正极材料、负极材料和权利要求1~8任意一项所述的电解液。

10.如权利要求9所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极材料为LiNixCoyMnzM1-x-y-zO2或LiNixCoyAlzM1-x-y-zO2,其中,M为Mg、Cu、Zn、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V和Ti中的任意一种,0.5≤x<1.0,0<y<1.0,0<z<1.0,0.9<x+y+z≤1.0。

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【技术特征摘要】

1.一种电解液,包括电解质盐、有机溶剂和添加剂,其特征在于,所述添加剂包括化合物a,所述化合物a的结构式如结构式ⅰ、结构式ii或结构式iii所示,

2.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述化合物a选自化合物1~化合物8中的至少一种:

3.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述化合物a占所述电解液质量的0.1~5.0%。

4.如权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述电解质盐包含第一电解质盐和第二电解质盐。

5.如权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述第一电解质盐为2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂。

6.如权利要求4所述的电解液,其特征在于,所述第二电解质盐包括六氟磷酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基磺酸锂、三氟甲基磺酸锂、氟磺酸锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草...

【专利技术属性】
技术研发人员:欧霜辉毛冲王晓强黄秋洁梁洪耀王霹霹陈子勇戴晓兵冯攀韩晖吕海霞
申请(专利权)人:合肥市赛纬电子材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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