[發明專利]一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液

有效

• 申請號: 201711137958.5
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107959051B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 林存生;鄒廣輝;張善國;邢宗仁;石宇;周銀波;胡葆華
• 申請（專利權）人: 中節能萬潤股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發明屬于添加劑技術領域，尤其涉及一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液。本發明提供的非水電解液由導電鋰鹽、新型離子液體和有機溶劑組成，具有對鋁箔無腐蝕性、熱穩定性高、電導率高、保護SEI膜等優勢，提高電池在高溫存儲和循環條件下的容量，還能夠增加SEI膜的離子電導率，使鋰離子的移動變得順暢，因此也減小了循環過程中膜阻抗的增加等優點，很好的滿足消費者對電池性能的需求。

技術領域

本發明屬于添加劑技術領域，尤其涉及一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液。

背景技術

鋰離子電池因具有比能量高、循環壽命長、自放電小等優點，被廣泛應用于消費類電子產品以及儲能與動力電池中。隨著鋰離子電池的廣泛應用，其循環壽命成為鋰離子電池的一種重要指標，除此之外，由于鋰離子電池在循環后表現出了不穩定的現象，例如，經過循環后的鋰離子電池的熱穩定性能會變差，為了保障使用安全，在提高鋰離子電池循環性能的同時，還需要提高鋰離子電池在循環后的熱穩定性能。

非水電解液作為鋰離子電池內離子運動的載體，其成分基本穩定，主要為EC、PC、碳酸甲乙酯、DEC等，隨著電池應用的不斷推廣，為滿足不同性能要求的添加劑的研究越來越多，其中尤其是用來改善電池安全特性方面的添加劑居多，如防止電池過充的添加劑、防止電池熱箱失效的添加劑等等，為提高鋰電池的安全性能做出了巨大的貢獻。近年來，隨著人們對電池使用條件的了解不斷深入，發現很多情況下電池的使用都在高于常溫的條件下，使得電池消費者和制造商都對改善電池在高溫條件下的電性能引起了重視，很多電池制造商對電池都進行了高溫存儲性能和高溫循環性能等方面的測試，并在一定程度上進行了改進。然而，許多電解液改進配方往往都從電解液的基本組分入手，提高了高溫性能，但仍不能很好地滿足對電池使用的需求。因此，從添加劑著手，改善電池高溫特性，成為目前改善電池高溫特性的重要課題之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液，具有對鋁箔無腐蝕性、熱穩定性高、電導率高等優點，能夠提高鋰離子電池的循環性能和鋰離子電池在高溫下的熱穩定性。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種改善鋰離子電池高溫電化學性能的非水電解液，其組分按重量百分比計包括0.01-30wt％鋰鹽、60-90wt％有機溶劑和0.01-10％離子液體；

所述的離子液體具有如下通式：C⁺A^-；

其中，C⁺為下式(a)-(h)所示陽離子的任意一種：

取代基R₁、R₂、R₃、R₄相同或不同，為C_mH_2m+1或C_nF_2n+1,m＝1-4,n＝1-3；

其中，A^-為下式結構式所示陰離子：

R為C_xF_2x+1,x＝1-3。

其中，所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰LiPF₆；

所述的有機溶劑為碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、氟代碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1,4-丁內酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯或丁酸乙酯中的一種或兩種以上混合；

優選地，上述離子液體包括如下結構式中的一種或兩種以上混合：

上述離子液體的制備方法，步驟如下：