[發(fā)明專利]一種功率型電芯用電解液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010345624.2
• 申請日: 2020-04-27
• 公開（公告）號: CN111477965A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁佩嶺;梁亞杰;吳波濤;周鼎;孫延先
• 申請（專利權(quán)）人: 華鼎國聯(lián)四川動力電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0568;H01M10/0525
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

本發(fā)明涉及一種功率型電芯用電解液，屬于鋰離子動力電池領(lǐng)域。該電解液由溶劑和鋰鹽組成，鋰鹽為LiPF6、LiODFB和LiTFSi，電解液中鋰鹽的含量為1.1?1.5mol/L；按質(zhì)量百分含量計，溶劑由15?20％的基體溶劑、75?80％的低粘度溶劑和5％的添加劑組成，基體溶劑為碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丁烯酯(BC)，低粘度溶劑為碳酸二乙酯(DEC)、2?甲基四氫呋喃(2?Me THF)、乙酸甲酯(MA)和1,3?二氧戊環(huán)(DOL)中的任意兩種以上組合。本發(fā)明的電解液熔點低，粘度小，導(dǎo)電能力強(qiáng)，在低溫下更有利于鋰離子遷移，因此更適合低溫放電，可以在低溫?40℃下放電，并且不會常溫電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率型電芯用電解液，具體為一種鋰離子電池用低溫高功率電解液，屬于鋰離子動力電池領(lǐng)域。

技術(shù)背景

鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度、循環(huán)壽命長且沒有記憶效應(yīng)等優(yōu)點，成為新能源純電動汽車中應(yīng)用最為廣泛的驅(qū)動電源。但是，鋰離子電池工作溫度范圍較窄，特別是在低溫放電性能差一直是限制其應(yīng)用范圍的瓶頸。鋰離子電池電解液是提升鋰離子電池低溫性能的關(guān)鍵因素，這是由鋰離子電池基本結(jié)構(gòu)決定的，而電解液受溫度影響較大，電解液不同溫度下導(dǎo)電能力相差較大，最大可相差幾倍，因此鋰離子電池低溫性能主要是有電解液決定。目前鋰離子電池電解液主要是由碳酸酯溶劑，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，與鋰鹽組成。目前電解液都是由幾種溶劑混合組成。因此，溶劑組分的選擇和相對含量的配比是優(yōu)化混合溶劑體系的關(guān)鍵。

現(xiàn)有的鋰離子電池電解液主要由EC、DEC、碳酸二甲酯(DMC)、EMC等有機(jī)碳酸酯作為溶劑，LiPF₆作為鋰鹽。由于LiPF₆鋰鹽在線性碳酸酯中的溶解度較低，因此鋰離子電解液中通常會加入不低于25wt.％的EC來提高LiPF₆鋰鹽的溶解度，但是EC熔點較高(35℃)、粘度大，導(dǎo)致鋰離子電池的工作溫度范圍受限且低溫性能較差。目前常用的鋰離子動力電池工作溫度下限為-20℃，且放電容量僅為常溫的75～80％。

目前，常規(guī)使用的鋰離子電池電解液在-20℃下放電容量僅為80％左右，而-40℃是基本放不出電量，且放電倍率很低。因此，鋰離子電池低溫放電性能一直是鋰離子電池領(lǐng)域研究工作者持續(xù)努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池用低溫高功率電解液，通過對電解液溶劑和鋰鹽進(jìn)行調(diào)整，制備出一種可以在-40℃下放電的電解液且常溫性能保持不變。

一種功率型電芯用電解液，該電解液由幾種溶劑和鋰鹽組成，所述的鋰鹽為LiPF6(六氟磷酸鋰)、LiODFB(二氟草酸硼酸鋰)和LiTFSi(雙三氟甲磺酰亞胺鋰)，在電解液中鋰鹽的含量為1.1-1.5mol/L；按質(zhì)量百分含量計，所述的溶劑由15-20wt.％的基體溶劑、75-80wt.％的低粘度溶劑和4-5wt.％的添加劑組成，所述的基體溶劑為碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丁烯酯(BC)，所述的低粘度溶劑為碳酸二乙酯(DEC)、2-甲基四氫呋喃(2-Me THF)、乙酸甲酯(MA)、1,3-二氧戊環(huán)(DOL)等溶劑中的任意兩種或多種組合。

所述的基體溶劑由EC、BC共同組成，EC和BC可以任意比例混合；EC與BC的質(zhì)量比優(yōu)選為1:3至3:1，更優(yōu)選的為1:2至2:1。

所述的低粘度溶劑選用DEC、2-Me THF、MA和DOL中的任意兩種或多種組合。優(yōu)選的，所述的低粘度溶劑由DEC、MA和DOL組成，DEC、MA與DOL的質(zhì)量比為(70-80):(2-3.5):(2-3)；更優(yōu)選的，DEC、MA與DOL的質(zhì)量比為75:2.5:2.5。或者所述的低粘度溶劑由DEC、MA和2-Me THF組成，DEC、MA與2-Me THF的質(zhì)量比為(70-80):(2-3):(2-3)；更優(yōu)選的，DEC、MA與2-Me THF的質(zhì)量比為75:2.5:2.5。