[發明專利]一種適用于低溫環境放電的鋰離子二次電池電解液

有效

• 申請號: 201610009280.1
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105633463B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 李斌;胡林
• 申請（專利權）人: 九江迅通新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0569
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙)11210
• 代理人: 史靜

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，具體來說，涉及一種適用于低溫環境放電的鋰離子二次電池電解液。

背景技術

隨著鋰離子電池應用的迅速發展，鋰電池技術正在進一步深入到軍用、航空等技術領域，這些領域要求鋰離子電池的低溫使用范圍在-40℃以下，目前商品化的鋰離子電池已經很難滿足要求，主要原因之一就是低溫環境下電解液部分溶劑凝固，鋰在電極和電解液界面間擴散和電荷移動緩慢，導致導電率低，同時在低溫環境下電解液對隔膜的浸潤性以及鋰離子對隔膜的穿透性差。

目前常用的電解液其凝固點在-30℃，性能遠不能滿足軍工、航空等低溫領域的實際要求，電解液在實際生產過程中各組分比例沒經過系列優化，存在適用范圍小、浸潤性較差、低溫放電性能差、循環性能差的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于低溫環境放電的鋰離子二次電池電解液，以克服目前現有技術存在的上述不足。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種適用于低溫環境放電的鋰離子二次電池電解液，包括電解質、主溶劑和添加劑，將主溶劑和添加劑的混合物命名為組分一，所述主溶劑包括相對于組分一重量百分比的碳酸二甲酯（DMC）10.0%～20.0%、碳酸乙烯酯（EC）10.0%～20.0%、乙酸乙酯（EA）25.0%～35.0%和1-4-丁二酯（GBL）25.0%～35.0%，所述添加劑包括相對于組分一重量百分比的亞硫酸乙烯酯（ES）1%～3%、碳酸亞乙烯酯（VC）1%～3%、1,3-丙烷磺內酯（PS）0.5%～2.0%、苯甲醚0.1%～0.5%、氟代碳酸乙烯酯（FEC）0.5%～2.0%、N,N-二甲基三氟乙酰（DTA）1.0%～2.0%、2,2-二苯丙烷0.4%～2.0%和己二腈0.1%～0.5%，所述電解質包括相對于組分一摩爾濃度的六氟磷酸鋰（LiPF6）0.6～1.0mol/L和二草酸硼酸鋰（LiBOB）0.3～0.7 mol/L。

本發明的有益效果：本發明的電解液組裝成鋰離子二次電池，在-40℃環境下以0.2C倍率放電可放出常溫容量的80%以上，且性能穩定，0.5C倍率充放電循環壽命可達到1500次容量保持率可達70%以上，同時電解液溶劑采用四元體系，可以應用于多種正極材料體系，如：鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰，也可以應用于多種負極材料體系，如：人造石墨、天然石墨、硅碳負極材料，擴大了電解液的使用范圍。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1：

一種適用于低溫環境放電的鋰離子二次電池電解液，包括電解質、主溶劑和添加劑，將主溶劑和添加劑的混合物命名為組分一，所述主溶劑包括相對于組分一重量百分比的碳酸二甲酯（DMC）10.0%、碳酸乙烯酯（EC）20.0%、乙酸乙酯（EA）35.0%和1-4-丁二酯（GBL）25.0%，所述添加劑包括相對于組分一重量百分比的亞硫酸乙烯酯（ES）3%、碳酸亞乙烯酯（VC）1%、1,3-丙烷磺內酯（PS）2%、苯甲醚0.5%、氟代碳酸乙烯酯（FEC）2.0%、N,N-二甲基三氟乙酰（DTA）1.0%、2,2-二苯丙烷0.4%和己二腈0.1%，所述電解質包括相對于組分一摩爾濃度的六氟磷酸鋰（LiPF6）0.6/L和二草酸硼酸鋰（LiBOB）0.7 /L。

實施例2：

一種適用于低溫環境放電的鋰離子二次電池電解液，包括電解質、主溶劑和添加劑，將主溶劑和添加劑的混合物命名為組分一，所述主溶劑包括相對于組分一重量百分比的碳酸二甲酯（DMC）13%、碳酸乙烯酯（EC）14%、乙酸乙酯（EA）32%和1-4-丁二酯（GBL）32%，所述添加劑包括相對于組分一重量百分比的亞硫酸乙烯酯（ES）2%、碳酸亞乙烯酯（VC）2%、1,3-丙烷磺內酯（PS）1.2%、苯甲醚0.3%、氟代碳酸乙烯酯（FEC）1.0%、N,N-二甲基三氟乙酰（DTA）1.2%、2,2-二苯丙烷1.0%和己二腈0.3%，所述電解質包括相對于組分一摩爾濃度的六氟磷酸鋰（LiPF6）0.8mol/L和二草酸硼酸鋰（LiBOB）0.5 mol/L。

實施例3：