[發明專利]一種高低溫兼顧的非水電解液及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011549421.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112670582B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 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: 蘇張林

本發明公開了一種高低溫兼顧的非水電解液，包含鋰鹽、非水溶劑以及添加劑；所述添加劑至少包括檸康酸酐和具有如下所示結構的化合物：式中，R表示B、P、Al或Ca，n表示1～5的整數。本發明還公開了包括所述非水電解液的鋰離子電池。本發明的高低溫兼顧的非水電解液，使用上述化合物與檸康酸酐配合作為添加劑，達到了高低溫兼顧的效果。

技術領域

本發明涉及電解液技術領域，具體涉及一種高低溫兼顧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。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。

鋰離子電池作為動力電池時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。鋰離子電池高、低溫性能主要受以下幾種因素的影響：(1)、高溫條件容易加劇過渡金屬離子對電解液的催化分解，分解氣體產物直接導致電池厚度膨脹，固體產物在正負極界面沉積，增大電池內阻；(2)、LiPF₆高溫條件下分解產生的HF腐蝕正極活性物質，導致過渡金屬離子溶出，破壞正極材料結構；(3)、電池在首次充電時形成的SEI膜在高溫條件下發生分解，SEI膜結構容易遭到破壞，導致電池性能急劇下降；(4)、鋰離子電池電解液溶劑組成、溶劑凝固點、溶劑低溫粘度直接決定了鋰離子電池低溫性能優劣；(5)、鋰離子電池電解液添加劑分解形成的界面膜阻抗值對電池低溫性能發揮也影響較大。

目前，市面上常用的高溫添加劑如PS、PST等高溫效果較好，但是阻抗較大；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優秀高、低溫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高低溫性能的非水電解液。

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，本發明提供了一種高低溫兼顧的非水電解液，所述非水電解液包含鋰鹽、非水溶劑以及添加劑；所述添加劑至少包括檸康酸酐和式(Ⅰ)所示的化合物：

式中，R表示B、P、Al或Ca，n表示1～5的整數。

進一步地，所述R為P元素，n＝5。

進一步地，所述電解液中，檸康酸酐和式(Ⅰ)所示的化合物的總濃度為0.2～1.6wt％。

進一步地，所述電解液中，檸康酸酐和式(Ⅰ)所示的化合物的總濃度為0.4～1.0wt％。

進一步地，所述電解液中，檸康酸酐的濃度為0.05～0.5wt％，式(Ⅰ)所示的化合物的濃度為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。