[發明專利]一種高低溫兼顧倍率型鋰離子電池電解液及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201711233126.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107845833B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 吳際良;李惠;王文歡;李愈佳;余克清
• 申請（專利權）人: 武漢中原長江科技發展有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒;李欣榮

本發明公開了一種高低溫兼顧倍率型鋰離子電池電解液，它以鋰鹽、主要有機溶劑、輔助有機溶劑、低溫添加劑、高溫添加劑和納米陶瓷材料為原料制備而成。所述高低溫倍率型鋰離子電池電解液，能在保證常溫良好循環性能的前提下，有效提升其高倍率放電性能和高低溫電解液的電導率，有效拓寬了鋰離子電池的應用范圍。本發明還提供了一種利用上述高低溫兼顧倍率型的鋰離子電池電解液制備的鋰離子電池，并對正極片和負極片分別設置若干鋁箔和銅箔電流輸出凸臺，可進一步效減小電池內阻并提高大倍率放電性能，所得鋰離子電池循環壽命長，既能保證良好的高低溫放電性能，又能有效兼顧電池的高倍率放電性能，放電性能優異、適用性廣。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池電解液及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高低溫兼顧倍率型的鋰離子電池電解液及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池自從20世紀90年代商業化使用以來，便以其比能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、儲存壽命長、無記憶效應、自放電率小、可快速充放電等優點而迅速發展起來，目前，鋰離子電池已經廣泛應用手機、筆記本電腦、數碼相機等電子產品中，還作為動力型電池逐漸在電動自行車、航模、電動汽車上得到廣泛使用，特別是在軍用領域和航天航空領域，要求鋰離子電池能同時具有高低溫和高倍率放電性能。

電解液作為鋰離子電池的重要組成部分，在電池的充放電過程中，一方面作為連接正負極的橋梁，在正負極之間傳遞鋰離子，起著離子導體的作用；另一方面會直接參與電極表面的反應，生成固體相界面膜(SolidElectrolyte Interface SEI)。因此，電解液的選擇對電池的能量、安全性性能、循-環性能、倍率充放電性能有著重要影響。應用于鋰離子電池的電解液應當滿足以下基本要求：1)在較寬的溫度范圍內具有較高的離子電導率，保證鋰離子較大的遷移數，盡量減少電池在充放電過程中的濃差極化；2)具有較好的熱穩定性，保證電池在適當的溫度范圍內正常工作；3)具有較寬的電化學窗口，保證在0～5V的范圍內電化學性質穩定，不會在兩極發生顯著的副反應；4)安全性能好，具有較高的閃點；5)無毒，環境友好。

電解液作為鋰電池中離子傳輸的載體，對鋰離子電池各方面性能的發揮起著至關重要的作用，但目前采用的鋰離子電解液不能同時兼顧高低溫和高倍率放電性能，一定程度上限制了鋰離子電池的應用。因此，開發能具備高低溫同時兼顧高倍率放電性能的電解液和鋰離子電池具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的主要目的是針對上述現有技術的不足，提供一種高低溫倍率型鋰離子電池電解液及鋰離子電池，其組分配比合理，在保證常溫良好循環性能的前提下，可有效提升其高倍率放電性能和高、低溫條件下電解液的電導率，有效拓寬鋰離子電池在高低溫環境下的應用范圍。

本發明的另一目的是提供一種鋰離子電池，采用上述高低溫倍率型鋰離子電池電解液為電解液，并分別對正極片和負極片的結構進行改進，有效減小電池內阻，進一步促進電池的大倍率放電。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種高低溫兼顧倍率型鋰離子電池電解液，它以鋰鹽、有機溶劑、輔助有機溶劑、降低低溫下表面張力和活化能的低溫添加劑、提高電池高溫性能的高溫添加劑、提高電池的循環性能的納米陶瓷材料為主要原料混合而成。

上述方案中，所述高低溫兼顧倍率型鋰離子電池電解液中，各組分及其所占質量百分比包括：鋰鹽9.0～16.5％，有機溶劑76.0～85.5％，輔助有機溶劑4.0～15.5％，低溫添加劑為0.5～1.5％，高溫添加劑為1.0～3.0％，納米陶瓷材料為0.2～2.0％。

上述方案中，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰或全氟烷基磺酸酰亞胺。

上述方案中，所述有機溶劑由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)按1:(0.7～1.35):(0.7～1.1)的體積比混合而成。