[發(fā)明專(zhuān)利]一種低溫鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710380230.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107195967B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王威;李載波;楊山;韋向紅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東莞鋰威能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/0567
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 潘俊達(dá)

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可在超低溫下進(jìn)行放電的鋰離子電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，及其電解液，所述電解液包括按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，5％～10％的鋰鹽、85％～94％的溶劑和1～10％的添加劑，所述添加劑為三臂碳酸聚乙烯酯。本發(fā)明在電解液中加入了由VC、PS和VEC溶劑進(jìn)行環(huán)加成反應(yīng)而得到的三臂碳酸聚乙烯酯添加劑，由于該添加劑具有VC環(huán)基團(tuán)，因而可以在石墨負(fù)極的表面形成聚合烷基碳酸鋰膜，有效避免電解液與負(fù)極發(fā)生副反應(yīng)；同時(shí)VEC雙鍵的加成反應(yīng)，有效的抑制了PC在石墨負(fù)極上的分解與共嵌，因而能夠在提高電池循環(huán)性能的同時(shí)，有效提高電池的耐高低溫性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可在超低溫下進(jìn)行放電的聚合物鋰離子電池。

背景技術(shù)

自鋰離子電池商品化以來(lái)，由于其具有高工作電壓、高比能量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、良好安全性能等優(yōu)點(diǎn)，成為移動(dòng)電話、手提電腦、電動(dòng)汽車(chē)(EV)、混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV)、各種手持便捷設(shè)備等移動(dòng)電子器件的主要能源。尤其是在航天航空、極地科學(xué)考察、軍事移動(dòng)通信工具和設(shè)備等領(lǐng)域，其需求量越來(lái)越大，并且對(duì)鋰離子電池的性能也提出了更高的要求。需要電池能夠承受極低溫度、具有較高的安全可靠性、較高的能量密度。

目前也有一些可以在低溫下放電的鋰離子電池，如公開(kāi)日2006年10月25號(hào)，公開(kāi)號(hào)為CN 1851969A的中國(guó)專(zhuān)利中，公開(kāi)了一種生產(chǎn)超低溫鋰離子電池的方法：按正常工藝卷繞或者疊片的電池芯，入殼后注入含PC溶劑的電解液，封口后得到鋰離子電池，按照特定的化成工藝得到超低溫鋰離子電池；生產(chǎn)過(guò)程中涉及的化成工藝為：先采用較大電流對(duì)電池在3.0V-4.2V范圍內(nèi)恒電流化成1-500次循環(huán)，后改用較小電流在3.0V-4.2V范圍內(nèi)恒電流化成1-50次循環(huán)，其中較大電流的充放電倍率范圍為0.2C-200C，優(yōu)選0.5C-20C，較小電流為0.001C-10C，優(yōu)選0.02C-1C。該發(fā)明在化成工藝上先采用較大電流化成雖然能有效的避免PC溶劑的分解及共插入導(dǎo)致石墨結(jié)構(gòu)的剝離及極限-60℃溫度下的放電要求，但是對(duì)于容量較大的電池型號(hào)，不僅化成時(shí)需要較大量程的充放電設(shè)備，而且化成過(guò)程中產(chǎn)生較大的熱量會(huì)導(dǎo)致SEI膜的分解，容量較低，達(dá)不到高能量密度電池的要求。又如公開(kāi)日2011.11.02,公開(kāi)號(hào)為CN102231442A的中國(guó)專(zhuān)利中，公開(kāi)一種用于超低溫放電的鋰離子電池電解液及鋰離子電池的制備方法：采用六氟磷酸鋰、三乙氧基硼、低熔點(diǎn)添加劑和四元溶劑組成的電解液，低溫-40℃下放電容量比例小于60％，室溫下1.0C/1.0C循環(huán)性能只能滿(mǎn)足300周的，容量保持比例為80％，滿(mǎn)足不了-40℃下更多放電容量及更高的循環(huán)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種在-40℃低溫下放電性能好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，高溫存儲(chǔ)性能良好，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，體積能量密度高，安全性好的低溫鋰離子電池。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種低溫鋰離子電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔于正極片和負(fù)極片之間的隔離膜，及其電解液，所述電解液包括按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，5％～10％的鋰鹽、85％～94％的溶劑和1～10％的添加劑，所述添加劑具有以下結(jié)構(gòu)式：

作為本發(fā)明低溫鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述添加劑的制備方法為：在加熱和催化劑的共同作用下，使VC、PS和VEC溶劑進(jìn)行環(huán)加成反應(yīng)，加熱溫度為50℃～80℃，反應(yīng)時(shí)間為1～3h；待反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾去除催化劑，并對(duì)殘余的物料進(jìn)行提純，即得到所述的添加劑。

作為本發(fā)明低溫鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述催化劑為堿金屬碳酸氫鹽、堿土金屬氫氧化物或者堿金屬。