电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种电解液及锂离子电池，该电解液包括包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B；添加剂A的含量为0.1％～10％，添加剂B的含量为0.1％～5％；添加剂A具有如式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的结构式：添加剂B具有下式(Ⅲ)所示的结构式。添加剂B的氧化电位较低，在电池正极表面氧化聚合形成致密的CEI膜覆盖在正极表面，阻止副反应发生，减少正极界面阻抗的增加，降低电极极化。而添加剂A在电池负极发生还原，形成的SEI膜致密、稳定，对降低负极界面内阻有较大的效果。同时，正极和负极上各自生成的稳定的钝化膜相互配合，可以显著改善电池的大倍率放电性能，在高倍率放电条件下仍然能够保持较高的放电容量。

Electrolyte and lithium ion battery

【技术实现步骤摘要】
电解液及锂离子电池
本专利技术涉及锂电池
，尤其是涉及一种电解液及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池因具有比能量高、比功率大、循环寿命长、自放电小等显著优点，受到消费者的热烈欢迎，并已广泛应用于移动通讯、数码相机、摄像机等3C电子产品中。尽管锂离子电池目前已有了长足的发展，但消费者还是期望性能更好的电池问世，特别是对于电池充放电速度有了越来越高的要求。例如，在无人机、航模等领域，要求使用的锂离子电池能够实现高倍率的持续放电，但目前大多数商品化的锂离子电池难以满足这种要求。研究人员发现，制约锂离子大倍率放电的关键因素是电池的内阻。而电池内阻主要由电池内部的集流体、活性材料、电解液等共同决定。目前，对电池的集流体、活性材料的研究和使用已经相对成熟，因此，有必要从电解液入手，提供一种能够较好实现大倍率放电功能的锂离子电池用电解液。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种电解液，能够满足锂离子电池的大倍率放电需求。本专利技术还提出一种包含上述电解液的锂离子电池。第一方面，本专利技术的一个实施例提供了一种电解液，该电解液包括包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B；基于电解液的总重量，添加剂A的含量为0.1％～10％，添加剂B的含量为0.1％～5％；添加剂A具有如下式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的结构式：添加剂B具有如下式(Ⅲ)所示的结构式：其中，R1、R2分别独立选自C2～C6烷基；R3选自C1～C12烷基。本专利技术实施例的电解液至少具有如下有益效果：添加剂B的氧化电位较低，可以在电池正极表面氧化聚合形成致密的固体电解质相界面膜(CEI)覆盖在正极表面，该CEI膜不易被有机溶剂溶解，更加稳定，能有效阻止电池的正极材料与电解液在正极表面发生副反应，减少循环过程中正极界面阻抗的增加幅度，降低电极极化现象。而添加剂A在电池负极发生还原，形成的SEI膜致密、稳定，对降低负极界面内阻有较大的效果。同时，专利技术人意外地发现，在将添加剂A和添加剂B组合使用时，正极和负极上各自生成的稳定的钝化膜相互配合，可以显著改善电池的大倍率放电性能，在高倍率放电条件下仍然能够保持较高的放电容量。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，R3具体可以是包括但不仅限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、正庚基、正辛基、异辛基、仲辛基、叔辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基等直链或直链烷基。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，R1、R2具体可以是包括但不仅限于乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、正己基。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，添加剂A选自硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，添加剂B为五氟苯基甲磺酸酯。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，基于电解液的总重量，添加剂A的含量范围上限选自10％、8％、5％、4％，下限选自0.1％、0.2％、0.3％、0.5％、1％。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，基于电解液的总重量，添加剂A的含量为0.3％～5％。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，基于电解液的总重量，添加剂B的含量范围上限选自5％、3％，下限选自0.1％、0.2％。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，基于电解液的总重量，添加剂B的含量为0.2％～3％。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，锂盐为有机锂盐或无机锂盐或两者的混合。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，锂盐为含氟锂盐。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，含氟锂盐选自六氟磷酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，锂盐的浓度为0.5mol/L～2mol/L。锂盐浓度过低，电解液的电导率低，会影响整个电池体系的倍率和循环性能；而锂盐浓度过高，使得电解液粘度过大，同样影响整个电池体系的倍率。根据本专利技术的另一些实施例的电解液，有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、四氢呋喃。第二方面，本专利技术的实施例提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极片、负极片、隔离膜和前述任一种电解液。本专利技术的实施例的锂离子电池至少具有以下效果：以上述配方制得的电解液形成的锂离子电池在工作时，正极和负极位置均能够生成稳定的钝化膜CEI和SEI。而这两种钝化膜相互配合显著改善了锂离子电池的大倍率放电性能，在高倍率放电条件时，能够保有较高的放电容量。根据本专利技术的另一些实施例的锂离子电池，正极片包括正极集流体及涂布在正极集流体上的正极膜片，负极片包括负极集流体及涂布在负极集流体上的负极膜片。根据本专利技术的另一些实施例的锂离子电池，正极膜片包括正极活性材料、粘结剂和导电剂，负极膜片包括负极活性材料、粘结剂和导电剂。根据本专利技术的另一些实施例的锂离子电池，正极活性材料任选自钴酸锂、镍钴锰锂三元材料、磷酸亚铁锂和锰酸锂。根据本专利技术的另一些实施例的锂离子电池，负极活性材料为石墨。根据本专利技术的另一些实施例的锂离子电池，锂离子电池的充电上限电压为4.5V。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种电解液，该电解液中各溶剂的重量比为碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯：碳酸丙烯酯＝1：1：1。锂盐选择为六氟磷酸锂，其浓度为1.1mol/L。包括以下两种添加剂，其基于电解液的总重量的比例为：五氟苯基家磺酸酯1wt％、硫酸乙烯酯1wt％。本实施例还提供一种二次电池。该二次电池为锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和上述电解液。该锂离子电池通过以下步骤制得：(1)正极片制备：选择高电压钴酸锂颗粒作为正极活性物质、碳纳米管作为导电剂，聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘结剂，按照97：1.5：1.5的重量比在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合均匀，形成均匀的正极浆料，涂覆在正极集流体铝箔上。烘干，冷压，得到正极片。(2)负极片制备：选择石墨为负极活性物质、乙炔黑为导电剂、丁苯橡胶为粘结剂、羧甲基纤维素为增稠剂，按照重量比95：2：2：1在去离子水中充分搅拌混合均匀，形成均匀的负极浆料，涂覆在负极集流体铜箔上。烘干，冷压，得到所需的负极片。(3)将正极片、隔膜、负极片顺序叠好卷绕形成裸电芯。将裸电芯置于外包装袋中，注入前述电解液，经真空封装、静置、化成、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B；基于所述电解液的总重量，所述添加剂A的含量为0.1％～10％，所述添加剂B的含量为0.1％～5％；/n所述添加剂A具有如下式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的结构式：/n

【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂、添加剂A和添加剂B；基于所述电解液的总重量，所述添加剂A的含量为0.1％～10％，所述添加剂B的含量为0.1％～5％；
所述添加剂A具有如下式(Ⅰ)或(Ⅱ)所示的结构式：



所述添加剂B具有如下式(Ⅲ)所示的结构式：



其中，R1、R2分别独立选自C2～C6烷基；R3选自C1～C12烷基。


2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂A选自硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯。


3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述添加剂B为五氟苯基甲磺酸酯。


4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总重量，所述添加剂A的含量为0.3％～5％。


5.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜冬冬，张昌明，李枫，梁永鹏，李引弟，
申请(专利权)人：惠州市豪鹏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44