[發明專利]一種改善鋰離子電池穩定性能的電解液

在審

• 申請號: 202110440256.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113193230A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 蔡鋒石;商昊昱;馬華
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0569;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種改善鋰離子電池穩定性能的電解液，包含鋰鹽、有機溶劑、添加劑，所述添加劑的質量為鋰鹽與有機溶劑的質量之和的0.1～1.0％。本發明所述的改善鋰離子電池穩定性能的電解液可以在三元正極材料表面原位形成保護膜，有效的抑制電芯在長循環及使用過程中體積膨脹而出現裂紋，能夠很好的阻止鋰離子電池電極與電解液溶劑的直接接觸，從而抑制了電解液的分解，使電解液更加穩定，提高了鋰離子電池在使用過程中的安全性及循環穩定性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，具體來說涉及一種改善鋰離子電池穩定性能的電解液。

背景技術

為了滿足鋰離子電池在眾多領域的應用需求，人們對鋰離子電池的性能要求也越來越高。在眾多鋰離子電池正極材料中，層狀三元正極材料具有高能量密度的重要優勢，性價比高。然而，層狀三元正極材料在高電壓(＞4.3V)下經歷長期循環充放電過程中，材料的體積會膨脹并導致嚴重裂紋，最終造成嚴重容量衰減的問題，制約著鋰離子電池的循環性能和應用。因此，如何改善鋰離子電池三元材料正極的性能仍然具有挑戰性。在現有技術中，一般會在三元材料表面使用氧化物涂層進行修飾，或者通過制備不同形態和結構的材料，這往往過程復雜。相比而言，在電解液中加入少量成本低、無毒或者毒性小的添加劑是更加經濟有效的方法。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種改善鋰離子電池穩定性能的電解液，可以在三元正極材料表面原位形成保護膜，有效的抑制電芯在長循環及使用過程中體積膨脹而出現裂紋，能夠很好的阻止鋰離子電池電極與電解液溶劑的直接接觸，從而抑制了電解液的分解，使電解液更加穩定，提高了鋰離子電池在使用過程中的安全性及循環穩定性能。

本發明的目的是通過下述技術方案予以實現的。

一種改善鋰離子電池穩定性能的電解液，其特征在于：包含鋰鹽、有機溶劑、添加劑，所述有機溶劑為碳酸酯類物質，所述添加劑的質量為鋰鹽與有機溶劑的質量之和的0.1～1.0％。

所述添加劑為甲苯磺酰異氰酸酯、二苯甲烷二異氰酸酯、碳酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、四氟草酸磷酸鋰、聯苯的一種或幾種的混合物。

所述添加劑優選為甲苯磺酰異氰酸酯、碳酸亞乙烯酯、聯苯的混合物，其中甲苯磺酰異氰酸酯、碳酸亞乙烯酯、聯苯的質量百分比為0.8∶0.7∶2。

所述添加劑為碳酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、四氟草酸磷酸鋰的混合物，其中碳酸亞乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、四氟草酸磷酸鋰的質量百分比為0.7∶0.6∶2。

所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、碳酸鋰、高氯酸鋰、雙(氟磺酰)亞胺鋰中的一種或幾種的混合物。

所述鋰鹽的質量占所述鋰離子電池電解液總質量的6～25％。

所述有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯的一種或多種的混合物。

所述有機溶劑的質量占所述鋰離子電池電解液總質量的60～90％。

所述有機溶劑優選為碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯的混合物，其中碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯的質量比為1∶1∶1。

相對于現有技術，本發明所述的鋰離子電池電解液具有以下優勢：可以在三元正極材料表面原位形成保護膜，有效的抑制電芯在長循環及使用過程中體積膨脹而出現裂紋，能夠很好的阻止鋰離子電池電極與電解液溶劑的直接接觸，從而抑制了電解液的分解，使電解液更加穩定。增加了鋰離子電池在使用過程中的安全性，提升鋰離子電池的循環穩定性能。

具體實施方式

下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術方案。

實施例1

鋰離子電池由正極片、負極片、隔膜和電解液等部分構成，按照如下步驟制備：