电解液及包含该电解液的电池制造技术

本申请实施例提供一种电解液及包含该电解液的电池，该电解液包含：溶剂，其相对于电解液的质量百分比为80％～90％，其中，碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为50％～90％，羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为10％～50％；锂盐，在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L。本申请实施例通过在主体溶剂碳酸酯中添加羧酸酯，并且将两者的配比进行特别的限制，使得电解液在低温环境下获得较高的倍率性能。

Electrolyte and battery containing the electrolyte

【技术实现步骤摘要】
电解液及包含该电解液的电池
本申请实施例涉及电池
，尤其涉及一种电解液及包含该电解液的电池。
技术介绍
随着锂离子电池应用领域的不断扩大，对于电池性能的要求也不断提高，其中低温环境下倍率性能差成为锂离子电池应用的一个重要的制约因素，这一点对于高功率性锂离子电池来说尤为明显。低温环境下，电解液粘度增大流动性降低引起电导率下降从而使得锂离子迁移阻力显著增大，该问题会导致电池放电初始阶段电化学极化大，电池电压瞬间降低，并随着放电电流的提高而增大，随环境温度的降低而增大。电解液是影响电池低温性能的主要因素之一。常规锂离子电池电解液的主体溶剂是碳酸酯，例如碳酸乙烯酯(EC)，其熔点高于30℃，可严重影响电池的低温性能。为了解决该问题，目前有通过在碳酸乙烯酯(EC)中混合熔点相对较低的碳酸二甲酯(DMC，其熔点为4.9℃)、碳酸甲乙酯(EMC，其熔点为-55℃)等组成，但该类电解液在-20℃以下环境因极化大而无法正常放电。公开号为CN101252207B的中国专利公开了一种锂离子电池用低温电解液，其选用低熔点羧酸酯作为主体溶剂，同时添加了含氮杂环芳基衍生物低温添加剂，使电池-20℃环境下0.5C电流下可放出80～83％的容量，虽然保持率得到提升，但电池的使用温度要求仍较高。因此，开发低温环境下倍率性能优良的电解液，成为现有技术中亟需解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本申请提供一种电解液及包含该电解液的电池，克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。本申请实施例提供一种电解液，其特征在于，该电解液包含：溶剂，其相对于电解液的质量百分比为80％～90％，其中，碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为50％～90％，羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为10％～50％；锂盐，在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L。可选地，还包括添加剂，该添加剂为二氟磷酸锂，该添加剂相对于电解液的质量百分比为0.1％～1.0％。可选地，该碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为60％～80％，该羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为20％～40％。可选地，该碳酸酯包括：碳酸乙烯酯(EC)，其相对于溶剂的质量百分比为15％～35％；碳酸二甲酯(DMC)，其相对于溶剂的质量百分比为15％～30％；碳酸甲乙酯(EMC)，其相对于溶剂的质量百分比为15％～30％。可选地，该羧酸酯为乙酸甲酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)中其中一种或其组合。可选地，该添加剂还包括碳酸亚乙烯酯，其相对于电解液的质量百分比为0.5％～2％。可选地，该电解液在-50℃～-40℃下，0.5C电流放出65％～70％的容量。相应地，本申请实施例还提供一种电池，其包括正极片、负极片、隔膜以及上述电解液。可选地，该负极含有软碳。可选地，该正极含有NCM523。由以上技术方案可见，本申请实施例通过在主体溶剂碳酸酯中添加羧酸酯，并且将两者的配比进行特别的限制，使得电解液在低温条件(例如-50℃～25℃，尤其是在-50℃～-20℃，更尤其是在-50℃～-40℃)下获得较高的倍率性能，从而使电池在低温环境仍能正常使用，因此本申请实施例的电解液不仅具有改善的低温性能，且具有优异的倍率性能。另一方面，本申请实施例通过在电解液中添加二氟磷酸锂作为添加剂，有效降低SEI膜的阻抗，解决低温大电流放电时极化大的问题，使得电池在较低温度下可以大电流放电，当二氟磷酸锂相对于电解液的质量百分比为0.1％～1.0％时可使得电解液进一步提升高倍率性能。当然，实施本申请实施例的任一技术方案不必一定需要同时达到以上的所有优点。附图说明图1是本申请一实施例中-40℃环境下0.5C放电曲线；图2是本申请一实施例中-50℃环境下0.5C放电曲线。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的测试数据及附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请实施例保护的范围。下面结合本申请实施例测试数据及附图进一步说明本申请实施例的具体实现。在本申请一实施例中，电解液包括：溶剂(也称为主体溶剂)，其相对于电解液的质量百分比为80％～90％，其中，碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为50％～90％，羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为10％～50％；锂盐，在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L。可选地，溶剂相对于电解液的质量百分比为85％～90％。可选地，该碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为60％～80％，该羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为20％～40％。碳酸酯可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或其组合。当碳酸酯为上述几种碳酸酯的组合时，可选地，碳酸乙烯酯(EC)相对于溶剂的质量百分比为15％～35％；碳酸二甲酯(DMC)相对于溶剂的质量百分比为15％～30％；碳酸甲乙酯(EMC)相对于溶剂的质量百分比为15％～30％。羧酸酯为乙酸甲酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)中的一种或其结合。溶剂与锂盐的质量百分比相对于电解液合计为100％。锂盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiB(C2O4)2中的一种或多种。可选地，锂盐为LiPF6，其浓度为1.0～1.5mol/L。在本申请另一实施例中，电解液包括：溶剂(也称为主体溶剂)，其相对于电解液的质量百分比为80％～90％，其中，碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为50％～90％，羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为10％～50％；锂盐，在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L；添加剂，该添加剂为二氟磷酸锂，该添加剂相对于电解液的质量百分比为0.1％～1.0％。可选地，溶剂相对于电解液的质量百分比为85％～90％。可选地，该碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为60％～80％，该羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为20％～40％。溶剂、添加剂与锂盐的质量百分比相对于电解液合计为100％。可选地，添加剂还包括碳酸亚乙烯酯，其相对于电解液的质量百分比为0.5％～2％，以进一步保持电池的高温与循环性能。在上述实施例中，电解液在-50℃～40℃下，0.5C电流放出65％～70％的容量。碳酸酯的熔点比较高，如EC，熔点39℃，意味着EC在39℃以下为固体，DMC熔点为3℃，粘度均较高，而羧酸酯的熔点在-70℃以下，表明在很低的温度环境下，仍然是液体，因此羧酸酯复配碳酸酯，降低高熔点的碳酸酯组分提升羧酸酯组分，可以有效改善电解液低温环境下的流动性，降低粘度，有利于锂离子的迁移，锂离子的迁移速率越快，电池的倍率性能越好。但是，专利技术人发现，虽然羧酸酯具有熔点低、流动性好的特性，但是并不是羧酸酯的含量越高越好。原因是：羧酸酯的含量越高，碳酸酯含量越低，电解液的流动性越好，但电解液的电导率降低，从而会导致低温电导率降低，低温与倍率性能也会变差，并且由于羧酸酯的沸点较低，则羧酸酯的含量越高，电解液的高温性能就会越差，电解液不稳定。该结论是专利技术人经过大量实验和研究发现的。因此，羧酸酯与碳酸酯的配比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，该电解液包含：溶剂，其相对于电解液的质量百分比为80％～90％，其中，碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为50％～90％，羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为10％～50％；锂盐，在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L。

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，该电解液包含：溶剂，其相对于电解液的质量百分比为80％～90％，其中，碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为50％～90％，羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为10％～50％；锂盐，在所述电解液中的浓度为0.5～2mol/L。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，还包括添加剂，该添加剂为二氟磷酸锂，该添加剂相对于电解液的质量百分比为0.1％～1.0％。3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，该碳酸酯相对于溶剂的质量百分比为60％～80％，该羧酸酯相对于溶剂的质量百分比为20％～40％。4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，该碳酸酯包括：碳酸乙烯酯(EC)，其相对于溶剂的质量百分比为15％～35％；碳酸二甲酯(DMC)，其相对于溶剂的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶茂，陈祥兰，卢诚，
申请(专利权)人：天津中聚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12