[發明專利]一種高鎳三元體系鋰離子動力電池電解液

在審

• 申請號: 201810336592.2
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108550910A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 陳慶;趙海林
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及鋰電池三元電極材料體系電解液技術領域，具體涉及一種高鎳三元體系鋰離子動力電池電解液。所述一種高鎳三元體系鋰離子動力電池電解液包括有機溶劑、電解質鋰鹽、功能添加劑和阻燃添加劑；所述功能添加劑為O?琥珀酰亞胺?1,3?二甲基丙基脲六氟磷酸鹽或[2.2.2]?穴醚和單十六烷基磷酸酯鉀中的至少一種；阻燃添加劑為一縮二乙二醇氧基環四磷腈，以電解液的總質量為基準，功能添加劑的添加量為0.5～1.5%；阻燃添加劑的添加量為1～3.5%。本發明的一種高鎳三元體系鋰離子動力電池電解液電導率高，電池循環性能好。

技術領域

本發明涉及鋰電池三元電極材料體系電解液技術領域，具體涉及一種高鎳三元體系鋰離子動力電池電解液及其制備方法。

背景技術

三元材料（鎳鈷錳酸鋰）提高鎳的含量能大大提升材料的比容量，因此高鎳三元材料必然是將來大型電池的一種理想材料。

但是，隨著三元材料向高鎳方向發展，材料吸水性增強、穩定性也隨之降低，特別是在高溫條件下，鎳元素的催化作用會加速常規電解液的分解，從而造成整個電池體系性能的下降，特別是容量迅速衰減。為了降低電解液在電極表面反應活性，添加正負極成膜添加劑是改善電極/電解液界面相容性最有效的方法。

公開號為CN104332650A的專利申請公開了一種高鎳三元正極材料體系鋰離子電池的高壓電解液，所述高壓電解液由有機溶劑、電解質鋰鹽、正極成膜添加劑、負極成膜添加劑及抗氧化添加劑組成，其中，正極成膜添加劑為甲烷二磺酸亞甲酯，負極成膜添加劑為氟代碳酸乙烯酯，抗氧化添加劑為三乙二醇甲醚硼酸酯，以高壓電解液的總質量為基準，正極成膜添加劑的添加量為0.5～1%；負極成膜添加劑的添加量為2～5%，抗氧化添加劑的添加量為0.5～1%。本發明的高壓電解液具有較好的耐氧化、耐高溫及安全特性，保證電池具有較好的循環壽命；同時具有較高的電導率，能保證電池的高倍率及功率特性，還具有較高的安全性，能大大提高動力電池的安全性能。然而其高壓電解液使用含甲烷二磺酸亞甲酯和氟代碳酸乙烯酯，其中正極成膜劑甲烷二磺酸亞甲酯阻抗較大，不利于鋰離子電池高功率輸出，高鎳電池安全性能也有待改善。為此希望尋找一種安全、循環次數多的電解液。

申請號為CN201610831647.8的中國專利申請公開了一種電池電解液及其制備方法、鋰電池，電池電解液包括原料及其質量百分比如下：鋰鹽13-13.5%、添加劑1-8.5%，其余為三元有機溶劑；所述添加劑包括碳酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、亞硫酸亞乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的兩種或以上。本發明通過添加劑的種類及其質量百分比的設計，配合鋰鹽等其他原料制成的電解液，可改善電池的循環性能（2000次以上循環容量保持率≧80%以上），解決現有低成本電池壽命大多不長的問題。

申請號為CN201310679971.9 的中國專利申請為了克服鋰電池在普通電解液中電池容量衰減快、使用壽命短的現有技術不足，提供一種鋰電池電解液添加劑及其電解液，該電解液添加劑由1,4丁烷磺酸內酯或者1,3-丙烷磺酸內酯與乙醇胺混合而成，包含該添加劑的電解液由鋰鹽11%～15%、有機溶劑82%～88%、添加劑0.5%～4%組成。本發明用含有添加劑的高溫電解液可以使三元慘錳鋰離子電池具有很好的高溫存儲以及循環使用效果，其中當1,4丁烷磺酸內酯或者1,3-丙烷磺酸內酯與乙醇胺的質量混合比為1：1-2，其效果最佳。本發明所述的鋰離子電池用電解液添加劑及其電解液適合在鋰電池制造或應用領域大力推廣。

申請號為CN201710015032.2 的中國專利申請提出一種三元電池用防過充電解液，由以下成分組成：有機溶劑、鋰鹽、防過充添加劑，所述防過充添加劑占有機溶劑的質量比為3～8％，所述防過充添加劑為聯苯和/或苯基環己烷，所述有機溶劑為醚類和酯類有機溶劑。本發明還提出所述防過充電解液的制備方法。本發明所提出的防過充電解液，通過BP和CHB的混合作用，可在電池過充時發生過充電聚合，阻斷電流的充入，有效避免三元動力鋰電池在發生過充時帶來的著火或爆炸現象，從而解決一直以來困擾行業的三元電池的過充安全性問題。