[發(fā)明專利]補鋰添加劑、用于鋰離子電池的電解液以及鋰離子電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811600333.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109687023A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅必圣
• 申請（專利權(quán)）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明公開了補鋰添加劑、用于鋰離子電池的電解液以及鋰離子電池。該電解液包括：鋰鹽；有機溶劑；補鋰添加劑，所述補鋰添加劑包括Li_xS_y，其中，2≤x≤4，2≤y≤8。該電解液能夠有效地避免干法補鋰時金屬鋰粉在空氣中的漂浮，保證生產(chǎn)安全，而且整個工序簡單，成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體地，涉及補鋰添加劑、用于鋰離子電池的電解液以及鋰離子電池。

背景技術(shù)

由于鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長、綠色環(huán)保等特點，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機以及電動汽車等領(lǐng)域。特別是隨著純電動汽車的普及，讓人們對鋰離子電池的性能也提出了更高的要求。為保證電動汽車的行駛里程，緩解用戶對汽車里程的焦慮，需要鋰離子電池可達到更高的能量密度。目前的鋰離子電池，在電池首次充電過程中，由于固體電解質(zhì)膜(SEI膜)的形成而消耗部分鋰，因此造成首次效率的降低，從而降低了電池的容量。

然而，目前的補鋰添加劑、用于鋰離子電池的電解液以及鋰離子電池仍有待改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是基于發(fā)明人對于以下事實和問題的發(fā)現(xiàn)和認識作出的：

雖然針對形成SEI膜而導(dǎo)致的首次效率降低，電池容量下降的問題，目前可以通過采用諸如在正極中添加補鋰添加劑、在負極增設(shè)金屬鋰片或是鋰粉等策略緩解，但上述策略中，添加在正極材料中時，會由于補鋰添加劑不可逆的缺失而令正極材料表面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，損失正極容量，對整個電池或電芯容量的提高也有限；金屬片補鋰的策略，由于負極能夠吸收的鋰的量，要遠小于金屬片提供的鋰的量，進而導(dǎo)致電極嵌鋰不均勻，基片變形；而添加鋰粉的操作一方面存在較大的安全隱患(鋰粉在空氣中容易飄浮)，另一方面，粉末形式的添加劑也無法保證補鋰的均勻性。

有鑒于此，本申請?zhí)岢隽艘环N鋰離子電池負極補鋰的方法，該方法采用液態(tài)的補鋰添加劑，直接混入鋰離子電池的電解液中，能夠有效地避免干法補鋰時金屬鋰粉在空氣中的漂浮，保證生產(chǎn)安全，而且整個工序簡單，成本較低。另外，該補鋰添加劑還可以在預(yù)充過程會生成高離子電導(dǎo)率，強的粘接性的物質(zhì)，進而可以抑制負極的膨脹，從而提高負極的循環(huán)性能。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種用于鋰離子電池的電解液，該電解液包括：鋰鹽；有機溶劑；補鋰添加劑，所述補鋰添加劑包括Li_xS_y，其中，2≤x≤4，2≤y≤8。

進一步的，所述鋰鹽包括六氟磷酸鋰、六氟砷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、甲基磺酸鋰、三氟甲基磺酸鋰以及雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的至少之一。

進一步的，所述有機溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內(nèi)酯、碳酸二丙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基乙酰胺、N-甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、乙腈、丁二腈、己二腈、戊二腈、二甲亞砜、亞硫酸二甲酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸甲丙酯、1，3-二氧戊環(huán)、1，2-二乙氧基乙烷、1，2-二甲氧基乙烷、1，2-二丁氧基、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、環(huán)氧丙烷、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸丙酯及室溫離子液體中的至少之一。

進一步的，所述補鋰添加劑包括溶解在第一溶劑中的所述Li_xS_y，所述第一溶劑選自所述有機溶劑中的至少之一。

進一步的，所述Li_xS_y在所述第一溶劑中的溶解度，可令所述補鋰添加劑中所述Li_xS_y的濃度達到不小于6mol/L。