[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于NCM111鋰電池的低溫電解液

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011179760.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112421111A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮婷婷;楊國柱;吳孟強(qiáng);王俊超;陳誠;殷鄭麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/0568
• 分類號(hào): H01M10/0568;H01M10/058;H01M10/052
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種應(yīng)用于NCM111鋰電池的低溫電解液，屬于電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域。所述低溫電解液包括鋰鹽溶質(zhì)、碳酸酯和羧酸酯組成的溶劑、添加劑；溶劑中，碳酸酯和羧酸酯的體積百分含量為：25～60vol％碳酸酯，40～75vol％羧酸酯；鋰鹽在溶劑中的濃度為0.8～1.2mol/L；添加劑占溶劑體積的1％～2％；鋰鹽溶質(zhì)為多種鋰鹽。本發(fā)明低溫電解液中采用混合鋰鹽，相比單一的鋰鹽，易在負(fù)極形成阻抗更小且利于鋰離子穿過的SEI膜，有效提高了鋰電池在低溫下的放電比容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于NCM111鋰電池的低溫電解液。

背景技術(shù)

隨著化石資源的開采、消耗的不斷加快，造成的環(huán)境污染問題和能源短缺問題日益突出，世界各國都在迫切地尋找清潔、可再生、安全可靠的新能源。但像風(fēng)能、太陽能等清潔能源具有隨機(jī)性和不可控性，直接接入電網(wǎng)系統(tǒng)將會(huì)影響電能的穩(wěn)定性。為實(shí)現(xiàn)清潔能源對(duì)電網(wǎng)的柔性接入，在發(fā)電端設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)將是最佳的解決方法。

鋰電池兼具高能量密度、高放電平臺(tái)、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，自上世紀(jì)九十年代商業(yè)化以來，一直在智能手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子設(shè)備上大放光彩。隨著鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展，鋰電池的使用場(chǎng)景不斷增加，已經(jīng)從小型的電子設(shè)備上應(yīng)用延伸到新能源汽車、航空航天、電力儲(chǔ)能等領(lǐng)域，這就要求鋰電池工作在更寬的溫度區(qū)域上，甚至極低的溫度條件下。

目前，應(yīng)用于鋰電池的低溫電解液主要是從溶劑體系和添加劑兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。例如，公開號(hào)為CN 111261944的專利申請(qǐng)公開了一種由碳酸酯溶劑、羧酸酯溶劑和氟代醚溶劑組成的低溫電解液，實(shí)現(xiàn)了18650型圓柱鋰電池在-40℃下以0.2C放電，且容量保持率為室溫的65％左右；公開號(hào)為CN 111293359的專利申請(qǐng)公開了一種以官能團(tuán)化的金屬-有機(jī)框架材料為添加劑的低溫電解液，該添加劑的加入改善了SEI膜的結(jié)構(gòu)，降低了在低溫下的界面阻抗，有效改善了鋰電池在低溫下的性能。雖然上述專利申請(qǐng)的電解液改善了電池在低溫下的性能，但都存在電解液造價(jià)昂貴或是添加劑難以合成的缺陷，因此開發(fā)一種價(jià)格低廉且能應(yīng)用于鋰電池的低溫電解液具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)背景技術(shù)存在的缺陷，提出了一種應(yīng)用于NCM111鋰電池的低溫電解液。本發(fā)明低溫電解液采用混合鋰鹽，相比單一的鋰鹽，混合鋰鹽可以在負(fù)極形成阻抗更小且利于鋰離子穿過的SEI膜，有效提高了鋰電池在低溫下的放電容量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用于NCM111鋰電池的低溫電解液，其特征在于，所述低溫電解液包括鋰鹽溶質(zhì)、碳酸酯和羧酸酯組成的溶劑、添加劑；

溶劑中，碳酸酯和羧酸酯的體積百分含量為：25～60vol％碳酸酯，40～75vol％羧酸酯；

所述鋰鹽溶質(zhì)在溶劑中的濃度為0.8～1.2mol/L；

所述添加劑的體積占溶劑體積的1％～2％；

所述鋰鹽溶質(zhì)為雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、六氟磷酸鋰(LiFP₆)和雙(五氟乙基磺酰基)亞氨基鋰(LiBETI)中的兩種或兩種以上鋰鹽的混合。

進(jìn)一步地，所述碳酸酯為碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述羧酸酯為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述添加劑為氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、亞硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、硫酸乙烯酯中的至少一種。