[發明專利]一種兼具低阻抗和低產氣性能的非水電解液及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011539385.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112670568A
• 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: H01M10/0566
• 分類號: H01M10/0566;H01M10/0567;H01M10/42;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低阻抗和低產氣性能的非水電解液，包含鋰鹽、非水溶劑以及添加劑；其中，所述電解液中，CO₂的含量為100～500ppm，C₂H₄的含量為50ppm以下。本發明還公開了一種包含所述非水電解液的鋰離子電池。本發明的非水電解液，具有低阻抗的特性，有利于提高鋰離子電池的低溫放電效率；同時能夠有效地抑制電解液在高溫存儲過程中的產氣，有利于提升電池的壽命和安全性。

技術領域

本發明涉及電解液技術領域，具體涉及一種兼具低阻抗和低產氣性能的非水電解液及使用該電解液的鋰離子電池。

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。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。

鋰離子電池在存儲和長期充放電循環過程中會產生大量的氣體，尤其在高溫下更加明顯，電池產氣過程中，這不僅消耗了電池內部的大量電解液，還造成了材料和集流體脫離，使極片之間接觸界面變差，離子和電子的傳輸困難，從而導致電池阻抗增加，極化現象嚴重，甚至產生析鋰，導致電池失效，這不僅影響了電池的性能，還造成了極大地安全隱患，影響了電池的壽命和功率性能等。

鋰離子電池作為動力電池對高低溫兼顧有要求，特別是軟包電池既要抑制高溫存儲帶來的產氣膨脹，又要兼顧低阻抗及低溫性能以滿足動力需求。

目前，市面上常用高溫添加劑如PS、PST等高溫效果較好，而阻抗較大；另一類低阻抗添加劑如FEC，高溫存儲易分解產生氣體，均無法兼顧高低溫特性。因此迫切需要開發出一種兼顧低阻抗和低產氣性能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能夠同時兼顧低阻抗和低產氣性能的鋰離子電池非水電解液。

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，本發明提供了一種非水電解液，所述非水電解液包含鋰鹽、非水溶劑以及添加劑；其中，所述電解液中，CO₂的含量為100～500ppm，C₂H₄的含量為50ppm以下。

進一步地，所述電解液中，CO₂的含量為200～300ppm，C₂H₄的含量為20ppm以下。

進一步地，所述添加劑至少包括四乙烯基硅烷和硫酸二甲酯基三氟硼酸鋰。

進一步地，所述電解液中，所述四乙烯基硅烷和硫酸二甲酯基三氟硼酸鋰的總濃度為0.1～2wt％。

進一步地，所述電解液中，所述四乙烯基硅烷的濃度為0.1～0.5wt％，所述硫酸二甲酯基三氟硼酸鋰的濃度為0.2～1.0wt％。

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。