一种锂离子电池用非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池用非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池。所述非水电解液包括锂盐和非水有机溶剂，所述非水电解液还包括式1所示的化合物中的至少一种和式2所示的化合物；式1所示的化合物可在正负极形成低阻抗保护膜，式2所示的化合物对正极有保护作用，通过它们之间的协同作用，在保护正极的同时，负极也起到一定的保护作用，电池具有较优的循环性能，高温存储性能和低温性能。性能和低温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池用电解液
，具体涉及一种锂离子电池用非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池自从商业化以来，因它的轻便、比能量高、无记忆效应、循环性能好，被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用，消费者对锂离子电池的能量密度、循环寿命、高温性能、安全性等性能提出了更高的要求。提高能量密度，一方面可以通过提高正极的充电电压，或者采用容量更好的硅负极，另一方面希望提高电池的设计，更高的压实更高的面密度，让单位体积集流体上获得更多的活性物质，再就是通过降低铜箔、铝箔等的厚度，提高能量密度。
[0003]目前大多数锂离子电池产品存在高温性能和低温性能不能兼顾的问题，为此通常在电解液中加入添加剂进行锂离子电池高低温性能的改善。但是，一般的添加剂具有较优的高温作用时，阻抗则较大，而低阻抗添加剂的高温效果又有所欠缺，难以获得高低温性能兼顾的锂离子电池用非水电解液。

技术实现思路

[0004]为了改善现有技术的不足，本专利技术提供一种锂离子电池用非水电解液及包括该非水电解液的锂离子电池。所述非水电解液包括两类具有协同作用的化合物，通过它们之间的协同作用，可以显著降低锂离子电池的阻抗，且使得所述锂离子电池具有较优的循环性能、高温存储性能和低温性能。
[0005]本专利技术通过如下技术方案实现的：
[0006]一种非水电解液，所述非水电解液包括锂盐和非水有机溶剂，所述非水电解液还包括式1所示的化合物中的至少一种和式2所示的化合物；
[0007][0008]其中，R1、R2相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C6的烷基、取代或未取代的C2‑
C5的烯基、或取代或未取代的C2‑
C5的炔基；取代基选自卤素、氰基。
[0009]优选地，R1、R2相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C3的烷基；取代基选自卤素、氰基。
[0010]优选地，所述卤素选自F、Cl或Br，还优选为F。
[0011]根据本专利技术，所述式1所示的化合物选自如下化合物A1～A5中的至少一种：
[0012][0013]根据本专利技术，所述式1所示的化合物的含量占所述非水电解液总质量的0.1
‑
10wt％，优选为0.2
‑
4wt％；例如为0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2wt％、
2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％，7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、9.5wt％、10wt％。
[0014]根据本专利技术，所述式2所示的化合物的含量占所述非水电解液总质量的0.1
‑
5wt％，优选为0.2
‑
3wt％；例如为0.1wt％、0.2wt％、0.5wt％、1.0wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％。
[0015]根据本专利技术，所述非水电解液还包括以下添加剂中的一种或几种：碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、葵二腈、1,3,6
‑
己烷三腈、3
‑
甲氧基丙腈、甘油三腈、1,2
‑
二(2
‑
氰乙氧基)乙烷、1,3
‑
丙磺酸内酯、丙烯基
‑
1,3
‑
磺酸内酯。
[0016]根据本专利技术，所述锂盐选自六氟磷酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟双草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、六氟锑酸锂、六氟砷酸锂、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂、二(五氟乙基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或两种以上。
[0017]根据本专利技术，所述锂盐的含量占所述非水电解液总质量的12
‑
18wt％，例如为12wt％、12.5wt％、13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％、15wt％、15.5wt％、16wt％、16.5wt％、17wt％、17.5wt％、18wt％。
[0018]根据本专利技术，所述非水有机溶剂选自碳酸酯和/或羧酸酯。
[0019]示例性地，所述碳酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：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。
[0020]示例性地，所述羧酸酯选自氟代或未取代的下述溶剂中的一种或几种：乙酸丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丁酸甲酯、正丁酸乙酯。
[0021]本专利技术还提供上述非水电解液的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0022]将锂盐、非水有机溶剂、式1所示的化合物中的至少一种和式2所示的化合物中的至少一种混合，制备得到所述非水电解液。
[0023]示例性地，所述方法包括如下步骤：
[0024]将非水有机溶剂、式1所示的化合物中的至少一种和式2所示的化合物均匀混合，检测水分，水分合格后，然后在
‑
10℃左右的低温下冷冻2
‑
5小时，再加入锂盐，水分、游离酸检测合格后，制备得到所述非水电解液。
[0025]本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的非水电解液。
[0026]根据本专利技术，所述锂离子电池还包括含有正极活性材料的正极片、含有负极活性材料的负极片和隔膜。
[0027]根据本专利技术，所述的正极活性材料选自锂过渡金属复合氧化物中的一种或几种；所述的锂过渡金属复合氧化物的化学式为Li
1+x
Ni
y
Co
z
M
(1
‑
y
‑
z)
Q
t
，其中，
‑
0.1≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且0≤y+z≤1，2≤t≤6；其中，M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo、Zr中的一种或几种；Q为O、F、P、S、Si中的一种或几种。
[0028]根据本专利技术，所述的负极活性材料选自碳基材料、硅基材料、锡基材料或它们对应的合金材料中的一种或几种。
[0029]根据本专利技术，所述的锂离子电池的工作电压范围为4.2V及以上电压。
[0030]术语与解释：
[0031]术语“卤素”指F、Cl、Br和I。
[0032]术语“C1‑
C6的烷基”应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非水电解液，所述非水电解液包括锂盐和非水有机溶剂，所述非水电解液还包括式1所示的化合物中的至少一种和式2所示的化合物；其中，R1、R2相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C6的烷基、取代或未取代的C2‑
C5的烯基、或取代或未取代的C2‑
C5的炔基；取代基选自卤素、氰基。2.根据权利要求1所述的非水电解液，其中，R1、R2相同或不同，彼此独立地选自氢、卤素、取代或未取代的C1‑
C3的烷基；取代基选自卤素、氰基。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的非水电解液，其中，所述式1所示的化合物选自如下化合物A1～A5中的至少一种：合物A1～A5中的至少一种：4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的非水电解液，其中，所述式1所示的化合物的含量占所述非水电解液总质量的0.1
‑
10wt％，优选为0.2
‑
4wt％。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的非水电解液，其中，所述式2所示的化合物的含量占
所述非水电解液总质量的0.1
‑
5wt％，优选为0.2
‑
3wt％。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的非水电解液，其中，所述非水电解液还包括以下添加剂中的一种或几种：碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾长安，李素丽，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：