[發明專利]一種兼具長循環與高溫特性的非水電解液及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011539363.4
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112670576A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 李軼;余樂;王仁和
• 申請（專利權）人: 遠景動力技術（江蘇）有限公司;遠景睿泰動力技術（上海）有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 郭磊

本發明公開了一種兼具長循環與高溫特性的非水電解液，包含鋰鹽、非水溶劑以及添加劑；所述添加劑至少包括二氟雙草酸磷酸鋰和如下結構的化合物：式中，X表示碳原子數為1～5的飽和碳鏈/不飽和碳鏈、碳原子數為1～5的烷氧基鏈、碳原子數為6～12的芳香族取代基或鹵素原子。本發明還公開了包括所述非水電解液的鋰離子電池。本發明的非水電解液，兼具長循環與高溫特性。

技術領域

本發明涉及電解液技術領域，具體涉及一種兼具長循環與高溫特性的非水電解液及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高、比容量大、循環壽命長、無記憶效應及環境友好等優點，被廣泛應用于數碼、儲能、動力和軍用航天航空等領域。

鋰離子電池作為動力電池使用時，不僅需要具有高的能量密度、功率密度和較高的安全性，還需具有使用壽命長的特點，尤其在電動汽車和規模儲能領域，對鋰離子電池的壽命要求越來越高?，F有技術中，通過材料改性、優化電池內部結構等諸多方式來改善循環性能，成績斐然；但隨著用電設備的耐久性不斷提高，面對客戶對電芯循環性能要求的日益提升，磷酸鐵鋰及三元體系電芯的循環次數已經無法滿足客戶需求，通過以上改善循環性能的方式仍然不能滿足需要。

電解液作為鋰離子電池中離子傳輸的載體，對鋰離子電池各方面性能的發揮起著至關重要的作用。因此，專業人員試圖通過改進電解液添加劑的種類及其質量百分比的設計，改善電池的循環性能，解決現有低成本電池壽命大多不長的問題。目前，通過向電解液中加入添加劑，如成膜添加劑VC，雖能提高循環容量維持率，延長循環，但是其在高溫下易分解產生氣體造成膨脹，對軟包電池影響尤為嚴重。

因此亟需開發一種兼顧高溫與長循環特性的鋰離子電池非水電解液。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種兼具長循環與高溫特性的非水電解液。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

第一方面，本發明提供了一種兼具長循環與高溫特性的非水電解液，包含鋰鹽、非水溶劑以及添加劑；所述添加劑至少包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑為二氟雙草酸磷酸鋰，所述第二添加劑為式(Ⅰ)所示的化合物：

式中，X表示鹵素原子、碳原子數為1～5的飽和碳鏈/不飽和碳鏈、碳原子數為1～5的烷氧基鏈或碳原子數為6～12的芳香族取代基。

進一步地，所述第二添加劑的結構式為：

進一步地，所述電解液中，第一添加劑和第二添加劑的總濃度為0.1～2wt％。

進一步地，所述電解液中，第一添加劑和第二添加劑的總濃度為0.5～1wt％。

進一步地，所述電解液中，第一添加劑的濃度為0.2～1wt％，第二添加劑的濃度為0.1～0.5wt％。

進一步地，所述非水溶劑選自鏈狀碳酸酯類有機溶劑、環狀碳酸酯類有機溶劑中的一種或多種；

其中，所述鏈狀碳酸酯類有機溶劑選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯中的一種或多種；所述環狀碳酸酯類有機溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和γ-丁內酯中的一種或多種。

進一步地，所述非水溶劑是由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯組成的混合溶劑，三者的比例為1：(1～2)：(0.5～1)。

進一步地，所述鋰鹽選自六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、高氯酸鋰中的一種或多種。

進一步地，所述添加劑還包括二氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、硫酸乙烯酯、丙磺酸內酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或多種。