[發(fā)明專利]低阻抗高倍率電解液

在審

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• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113707939A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 邵俊華;孔東波;王亞洲;張利娟;韓飛;王郝為;郭飛;李海杰
• 申請（專利權）人: 河南省法恩萊特新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/0568;H01M10/0569
• 代理公司: 成都市鼎宏恒業(yè)知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51248
• 代理人: 吳佳潔

本發(fā)明公開了一種低阻抗高倍率電解液，包括有溶劑、鋰鹽和添加劑；所述添加劑包括有成膜添加劑；所述成膜添加劑為氟代碳酸乙烯酯；所述鋰鹽為1.00～2.50mol/L的六氟磷酸鋰。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提到的方案能夠滿足高倍率型電池的性能要求，且不含碳酸亞乙烯酯，可有效的降低成本。

技術領域

本發(fā)明涉及電解液技術領域，特別是低阻抗高倍率電解液。

背景技術

現有電解液分為多種類型，容量型、倍率型、高低溫型和動力型等等。其中，倍率型電解液主要適用于電動工具鋰電池，根據電動工具的使用條件可分為普通倍率型和高倍率型。一般情況下，普通倍率型放電倍率為3C～5C，高倍率型放電倍率為8C～10C。

在高倍率型電解液成分設計過程中，除了選擇合適的溶劑比例以及鋰鹽含量外，須添加1～3份的碳酸亞乙烯酯(VC)。在首次充電過程中，VC的主要作用是在負極參與生成固體電解質隔膜(SEI膜)，其反應產物主要為碳酸鋰，這類SEI膜相對穩(wěn)固，能夠負擔得起大量鋰離子同時穿過。但是由于石墨負極嵌鋰過程中會產生體積膨脹，脫鋰時又會導致體積收縮，在電池循環(huán)不斷嵌鋰脫鋰過程中，石墨負極體積不斷變化，VC成膜韌性較差，SEI膜會被破壞，裸露出的新鮮負極會促進殘余的VC與VC分解產生的自由基發(fā)生聚合反應，從而在SEI膜破壞處生成聚合VC，導致電池的阻抗增加。

另一方面，2021年6月，VC的市場價已由2021年初的12萬元/噸上漲至36萬元/噸，VC的供不應求嚴重拉升了高倍率電解液的成本，限制了高倍率型電解液的產量，阻礙了鋰電化進程。

但VC是成膜過程中重要的成膜添加劑，VC的分解機理為自由基聚合，反應產物為CO₂和聚合物，CO₂則會進一步在負極表面發(fā)生反應，生成Li₂CO₃，這些產物形成的網狀物具有韌性，在電極表面穩(wěn)定性好，對電池性能的改善效果十分明顯，如果在成膜添加劑中不使用VC，則會導致電池長期循環(huán)性的不穩(wěn)定；因此如何在避免使用VC的同時保證高倍率型電解液的穩(wěn)定，成為咎待解決的技術難題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點，提供低阻抗高倍率電解液。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現：一種低阻抗高倍率電解液，包括有溶劑、鋰鹽和添加劑；所述添加劑包括有成膜添加劑和功能添加劑；所述成膜添加劑為氟代碳酸乙烯酯；所述鋰鹽為1.00～2.50mol/L的六氟磷酸鋰；

進一步的，所述溶劑包括有所述溶劑包括有碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的多種；

進一步的，若電池類型為鋼殼電池，則按照重量份數，溶劑包括有20～25份的碳酸乙烯酯、8～15份的碳酸甲乙酯和65～75份的碳酸二甲酯；成膜劑添加劑為6～8份的氟代碳酸乙烯酯；鋰鹽為1.45mol/L的六氟磷酸鋰；

進一步的，若電池類型為軟包電池，則按照重量份數，溶劑包括有25～35份的碳酸乙烯酯、25～35份的碳酸甲乙酯和25～35份的碳酸二乙酯；成膜劑添加劑為6～8份的氟代碳酸乙烯酯；鋰鹽為1.45mol/L的六氟磷酸鋰；

碳酸乙烯酯具有極高的介電常數，可帶來極高的電導率，有利于大倍率放電，因此碳酸乙烯酯是必選溶劑；碳酸甲乙酯熔點為～55℃左右，有極佳的低溫效果，可作為溫度調節(jié)劑使用；碳酸二甲酯具有較高的介電常數和較低的粘度，也能帶來高的電導率，但是其沸點為90℃左右，高溫下容易蒸發(fā)氣化導致脹氣，因此軟包電池不考慮使用碳酸二甲酯；碳酸二乙酯導電性能略差，但是可帶來較好的溫度適應性，因此作為調節(jié)型溶劑使用在軟包電池中。

進一步的，所述添加劑還包括有0.5～1份的1,3-丙烷磺內酯；

進一步的，所述添加劑還包括有1～2份的聯苯；

進一步的，所述添加劑還包括有0.5～1份的二氟草酸硼酸鋰；