[發明專利]一種低溫鋰電池用電解液

有效

• 申請號: 201711297401.8
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108039513B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 杜金富;羅鵬博;王興;趙俊偉
• 申請（專利權）人: 安徽天時新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

本發明涉及鋰電池電解液技術領域，特別的，涉及一種低溫鋰電池用電解液，包括有環狀碳酸酯、改性丙烯酸酯、鋰鹽、添加劑；其中，所述環狀碳酸酯與改性丙烯酸酯的重量比為1：(0.5～1)，所述的環狀碳酸酯中包含有30～50％的具有2個以上氟原子的氟代環狀碳酸酯，所述的改性丙烯酸酯為氟改性丙烯酸酯、硅改性丙烯酸酯或其組合；本發明提供的低溫鋰電池用電解液，通過改善電解液中有機溶劑，形成的SEI膜中的有機碳鏈稍短于傳統的SEI膜，降低了SEI膜的阻抗，同時，降低電解液在低溫下的粘度，改善鋰離子的遷移速率，提高了鋰電池在低溫下的循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰電池電解液技術領域，特別的，涉及一種低溫鋰電池用電解液。

背景技術

鋰離子電池是一種新型的化學電源，因其具有能量密度大、工作電壓高、壽命長，無環境公害的有點，廣泛應用于各種便攜式電子產品中。

鋰離子電池包括正極、負極、隔膜和電解液。其中，電解液被稱為是鋰離子電池的“血液”，是連接正負電極的橋梁，在電池內部起著傳輸離子的作用，所述的電解液主要由鋰鹽、有機溶劑及添加劑組成。有機溶劑是電解液的主體部分，與電解液的性能密切相關。目前，鋰離子電池存在兩個比較突出的問題：一是鋰電池中傳導電流的電解液毒性較大且生產成本高，這些缺點使得鋰電池無法在耗電量大的電動汽車中使用，二是低溫下(≤-20℃)，鋰鹽的本征電導率低和鋰離子在固相擴散系數低，在低溫運行時性能較差。

近年來，加入添加劑已成為改善鋰離子電池性能的一個重要研究方向，在鋰離子蓄電池有機電解液中添加少量的某些物質，就能顯著地改善電池的某些性能如電解液的電導率、電池的循環效率和可逆容量等，這些少數物質我們稱之為添加劑，添加劑具有“用量少，見效快”的特點，在基本不增加電池成本的基礎上，就能顯著改善電池的某些性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋰電池用電解液，改善鋰電池在低溫下的運行性能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：一種低溫鋰電池用電解液，包括有環狀碳酸酯、改性丙烯酸酯、鋰鹽、添加劑；

其中，所述環狀碳酸酯與改性丙烯酸酯的重量比為1：(0.5～1)，

所述的環狀碳酸酯中包含有30～50％的具有2個以上氟原子的氟代環狀碳酸酯，所述的改性丙烯酸酯為氟改性丙烯酸酯、硅改性丙烯酸酯或其組合。

鋰電池在低溫下運行性能差的一個很重要的原因是電解液與正負極形成的SEI膜發生相變，碳長鏈與鋰結合后導致阻抗增加；同時，在低溫下，電解液的粘度增大，導致鋰離子在電解液和SEI膜中的遷移率降低，脫嵌變得困難。

本發明中，通過環狀碳酸酯和改性丙烯酸酯的混合，改善電解液在低溫下的粘度，降低SEI膜的阻抗，改善鋰離子的遷移率和脫嵌能力，從而達到改善鋰電池在低溫下運行性能的目的。

進一步的，以環狀碳酸酯的總重為100重量份，所述的電解液包括以下重量份的物質：環狀碳酸酯100重量份、改性丙烯酸酯50～100重量份、鋰鹽10～15重量份、添加劑2～10重量份。

進一步的，所述的氟代環狀碳酸酯選自順-4，5-二氟-1，3-二氧雜戊環-2-酮、反-4，5-二氟-1，3-二氧雜戊環-2-酮和4，4-二氟-1，3-二氧雜戊環-2-酮中的至少一種化合物。

采用氟代環狀碳酸酯作為共溶劑，降低了SEI膜中有機碳鏈的長度，從而降低了低溫下SEI膜阻抗和電荷遷移的內阻，提高了鋰離子的遷移速率。