[發明專利]鋰電池的非水電解液及基于其的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011586842.1
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112687956A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王仁和;余樂;趙衛軍
• 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: 王玉仙

本發明涉及一種鋰電池的非水電解液及基于其的鋰離子電池，本發明中利用鋰鹽類添加劑二氟雙草酸磷酸鋰中心原子配合數多的特性，配合氟苯提升電解液的浸潤能力的特性使用，并控制氟苯、二氟雙草酸磷酸鋰混合電解質的氧化電位，確保了成膜添加劑可以在負極分解，同時對正極保持穩定，從而更好發揮低阻抗成膜添加劑的效果，保護材料、抑制析鋰，實現控制電極表面膜的厚度和穩定性，從長期看可以抑制循環阻抗增長，實現不同溫度下低阻抗增長、長循環的性能。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰電池的非水電解液及基于其的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池因具有比能量高、無記憶效應及循環壽命長等優點而普遍應用于手機、筆記本電腦等3C消費類電子產品領域，此外，隨著新能源汽車的飛速發展，鋰離子電池在動力和儲能領域的應用也將越來越普遍。而隨著電動汽車續航里程的增加以及國家補貼的逐漸降低，對動力電池的能量密度要求也越來越高，目前，有效的方法是提高電極活性材料的電壓、壓實密度以及選擇合適的電解液。

為了提高電池的容量，采用高電壓正極材料是提高鋰離子電池能力密度的有效途徑，而高電壓下，電解液易分解，添加劑會逐漸減少，隨著電池的持續充電，會導致電池內阻的增長并且產生大量的熱，并且通常在多次充放電循環后還會惡化循環壽命。

因此，開發越來越多的與高電壓正極材料匹配的新型電解液顯得尤其重要。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種鋰電池的非水電解液，通過配合使用二氟雙草酸磷酸鋰和氟苯作為添加劑，實現控制電極表面膜的厚度和穩定性，進一步實現了不同溫度下低阻抗增長、長循環的性能。

本發明的第一個目的是提供一種鋰電池的非水電解液，包括電解質鋰鹽、非水有機溶劑和添加劑，其特征在于，所述添加劑包括氟苯和二氟雙草酸磷酸鋰；

其中，氟苯、二氟雙草酸磷酸鋰混合電解質的氧化電位在4.35～5.1V之間，還原電位在0.1～0.5V之間。

進一步地，所述添加劑還包括1,3-丙磺內酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸亞乙酯、碳酸亞乙烯酯中的一種或多種。

進一步地，電解質鋰鹽的含量為電解液總質量的10-20％。

進一步地，電解質鋰鹽選自六氟磷酸鋰(LiPF₆)、二氟磷酸鋰(LiPO₂F₂)、雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、雙三氟甲磺酰亞胺鋰(LiTFSI)、四氟硼酸鋰(LiBF₄)中的一種或幾種。

進一步地，非水性有機溶劑選自直鏈碳酸酯類溶劑、環狀碳酸酯類溶劑、羧酸酯類溶劑、氟化碳酸酯類溶劑中的一種或多種。

進一步地，所述直鏈碳酸酯類溶劑選自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一種或多種；環狀碳酸酯類溶劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一種或多種；羧酸酯類溶劑選自乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丁酸丙酯、乙酸丙酯中的一種或多種；氟化碳酸酯類溶劑選自氟化碳酸乙烯酯、1,2-二氟碳酸乙烯酯、甲基三氟乙基碳酸酯、雙三氟乙基碳酸酯中的一種或多種。

本發明的第二個目的是提供所述的電解液在制備鋰離子電池中的應用，所述鋰離子電池的充電電壓為5.5V以下。

本發明的第三個目的是提供一種鋰離子電池，包括：正極、負極、位于所述正極和負極之間的隔膜以及所述的電解液；

所述正極包括正極活性材料；

所述負極包括負極集流體和設置于所述負極集流體上的負極膜片，所述負極膜片包括負極活性物質、負極導電劑和粘結劑。