[發明專利]一種改善鋰離子電池高溫性能的電解液及其制備工藝

在審

• 申請號: 201910664237.2
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110233293A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 余霖芳;羅子填
• 申請（專利權）人: 河源市聚芯源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州勝沃園專利代理有限公司 44416
• 代理人: 徐翔

本發明屬于鋰離子材料技術領域，具體涉及改善鋰離子電池高溫性能的電解液及其制備工藝。本發明提供的改善鋰離子電池高溫性能的電解液，包括復合有機溶劑、復合添加劑、鋰鹽電解質納米微粒，本發明提供的改善鋰離子電池高溫性能的電解液內阻較小，提高充電效率，能夠有效緩解高溫環境下電池不穩定、循環性和可逆性容量不理想的問題，不僅如此，通過使用本發明提供的電解液制備的鋰離子電池，還改善了鋰離子電池在低溫下充放電性能、安全性和能量密度較低的狀況，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種改善鋰離子電池高溫性能的電解液及其制備工藝。

背景技術

鋰離子電池由于具備能量密度大、輸出功率高、循環壽命長和環境污染小等優點被廣泛應用于電動汽車及消費類電子產品中，而電解液作為電池中離子傳輸的介質，在鋰離子電池中扮演著十分重要的角色。然而，讓其作為動力電池，對鋰離子電池要求需要進一步提高。目前，鋰離子電池中使用最多的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、以及磷酸鐵鋰等。隨著研究發現以尖晶石錳酸鋰作為正極材料的鋰離子動力電池不但安全性好，而且具有很好的大電流放電特性，電池的循環壽命也比較長，因此，錳酸鋰作為正極活性物質的鋰離子電池是目前最具競爭力的動力電池之一。然而，錳酸鋰的高溫循環性能及其可逆容量并不理想，限制了其在多方面的應用。要實現大規模的工業化，如作為電動汽車的動力電池，必須克服其高溫環境下的穩定性、容量衰減快的缺點。

中國專利申請CN201610170292.2A的發明專利公開了公開一種能夠兼顧電池高溫循環性能和低溫循環性能的鋰離子電池非水電解液，以及使用該電解液的鋰離子電池。所述電解液，包含非水溶劑、添加劑和如下通式所示的鋰鹽：

式中，R1和R2為鹵族元素中的一種。該發明通過改變鋰離子電池電解液中的鋰鹽和添加一定量的成膜添加劑，使得電池在循環過程中的阻抗減小，但是電池的高低溫循環性能和穩定性并沒有得到很大改善，電池耐用性不佳。

因此，提供一種能夠有效改善電池高低溫循環性能、穩定性能及可逆容量的電解液是本領域亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的目的在于提供一種改善鋰離子電池高溫性能的電解液及其制備工藝。本發明提供的改善鋰離子電池高溫性能的電解液內阻較小，提高充電效率，并且還能有效緩解高溫環境下電池不穩定、循環性和可逆性容量不理想的問題，不僅如此，通過使用本發明提供的電解液制備的鋰離子電池，還改善了鋰離子電池在低溫下充放電性能、安全性和能量密度較低的狀況，具有良好的應用前景。

本發明的技術方案如下：

一種改善鋰離子電池高溫性能的電解液，包括復合有機溶劑、復合添加劑、鋰鹽電解質納米微粒。

進一步的，所述復合有機溶劑包括碳酸酯溶劑，所述碳酸酯溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲丙酯中的任意兩種，所述復合有機溶劑中的碳酸酯溶劑占電解液總質量的20％～55％。

進一步的，所述復合有機溶劑還包括羧酸酯溶劑，所述羧酸酯溶劑為γ-丁內酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中任意一種，所述羧酸酯溶劑占電解液總質量的15％～29％。

進一步的，所述復合添加劑包括4,4-二氨基二苯硫醚、4,4-甲基亞氨基二苯硫醚、碳酸亞乙烯酯、N,N-二甲基三氟乙酰胺、丁二腈、1,3-丙磺酸內酯中的兩種及兩種以上組分，所述復合添加劑占電解液總質量的12％～21％。

進一步的，所述鋰鹽電解質納米微粒包括六氟磷酸鋰納米微粒、四氟磷酸鋰納米微粒、五氟苯基酰亞胺鋰納米微粒、三氟甲基磺酸鋰納米微粒、二草酸硼酸鋰納米微粒中的兩種及兩種以上組分，所述鋰鹽電解質納米微粒占電解液總質量的18％～30％。

進一步的，所述鋰鹽電解質納米微粒通過化學氣相沉積法制備而成。