[發明專利]一種快充電解液及應用

有效

• 申請號: 202111093514.2
• 申請日: 2021-09-17
• 公開（公告）號: CN113851725B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 孫曉玉;李炳江;王立群;鄭浪
• 申請（專利權）人: 南通賽得能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0567;H01M10/0563;H01M10/0525
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 田靜

本發明公開一種快充電解液及應用，包括溶劑、鋰鹽和添加劑；溶劑包括甲酸甲酯、乙烯碳酸脂，碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂；添加劑為烯丙氧基三甲硅；優選溶劑中各組分的質量比為：甲酸甲酯：乙烯碳酸脂：碳酸甲乙酯：二甲基碳酸脂為1：(1至3)：(1至2)：(1至4)；將本發明的快充電解液應用于鋰離子電池；本發明在負極表面形成穩定的SEI膜，降低鋰離子遷移位阻；所得鋰離子電池充電倍率及循環性能顯著提升。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種快充電解液及應用。

背景技術

目前，功能性鋰離子電池成為各大應用平臺研發的重點。市場上對快從電池的需求進一步提升，快充電池能承受得住大電流進行超快速充電，解決了電動車充電時長遠大于傳統加油的問題，市面上已有在快充方面性能較好的電池。但是，終端汽車廠商一直在追求一款既是快充、又具備高安全，循環壽命長的鋰離子電池。

快速充電技術瓶頸在于負極的嵌鋰能力及電解液的導電速率，其中，電解液的導離子能力限制了鋰離子在正負極間的傳導速率，限制了電池的快充能力和安全性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種快充電解液，本發明在負極表面形成穩定的SEI膜，降低鋰離子遷移位阻。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：一種快充電解液，包括溶劑、鋰鹽和添加劑；

溶劑包括甲酸甲酯、乙烯碳酸脂，碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂；

添加劑為烯丙氧基三甲硅(AMSL)。

優選溶劑中各組分的質量比為：

甲酸甲酯(MF)：乙烯碳酸脂(EC)：碳酸甲乙酯(EMC)：二甲基碳酸脂(DMC)為1：(1至3)：(1至2)：(1至4)。

優選烯丙氧基三甲硅占溶劑的質量百分比為3％至5％。本發明中AMSL的用量為3％-5％，用量太大，成本高，用量太小，無法形成穩定的SEI膜。

優選鋰鹽的濃度為1至2mol/L。本發明鋰鹽用量充足，電解液導電率越大。

優選鋰鹽包括鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、高氯酸鋰和六氟砷酸鋰中的一種或幾種。

進一步優選鋰鹽包括六氟磷酸鋰和高氯酸鋰，其中，六氟磷酸鋰物質的量是高氯酸鋰的1至2倍。本發明中LiPF₆是一種化學穩定性高，環境友好的鋰鹽，溶解度高，適用于以上溶劑體系；LiClO₄具有強氧化性，應用于電解液有效提升導電率，與具有強還原性的AMSL配合使用，AMSL與LiClO₄有效反應形成穩定SEI膜，不消耗正極鋰，有效提升循環性能。

優選碳酸甲乙酯用量小于或者等于乙烯碳酸脂的用量。本發明中EMC用量過多，壓縮MF的用量，影響AMSL的溶解。

本發明的另一目的在于提供一種快充鋰離子電池，本發明使用快充電解液，負極表面形成有穩定的SEI膜，充電倍率及循環性能顯著提升。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：一種快充鋰離子電池，包括正極、負極和本發明的快充電解液；

所述負極的活性物質為石墨。

優選所述快充電解液中甲酸甲酯、乙烯碳酸脂、碳酸甲乙酯和二甲基碳酸脂的質量比為1：3：2：4；

鋰鹽濃度為2mol/L；

烯丙氧基三甲硅占溶劑的質量百分比為5％。