一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池制造技术

本发明专利技术涉及锂二次电池，具体涉及到一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池。所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括磺酰亚胺类化合物。本发明专利技术中磺酰亚胺化合物对能够明显降低电池内阻，电池的低温循环、大倍率常温循环，高温循环，高温存储后的膨胀都有显著的改善。后的膨胀都有显著的改善。

【技术实现步骤摘要】
一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池


[0001]本专利技术涉及锂二次电池领域，尤其涉及一种降低电池内阻的锂二次电池电解液及锂二次电池。

技术介绍

[0002]锂二次电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无污染等特点，使其在消费类电子、动力汽车电池上及储能电源上具有广阔的应用前景。
[0003]近年来，随着全球石油能源的衰竭以及新能源技术的发展，应用于汽车动力上的锂二次电池技术迅速发展。对锂二次电池的性能提出了更高的要求。如电池需要有更长的使用寿命、需要能在极端温度下使用，需要能够进行快速的充放电(高倍率)，需要有更好的安全性。
[0004]电动车的电池组一般是由多个电池串联或者并联组成的，电池在正常工作时会产生一定的热量，整个电池组会使用一套电池热管理系统对电池进行热管理。电池的放电倍率越大或者电池内阻越大，电池的产热量也会越大。如果能降低电池的内阻，电池的产热量就能降低。同时电池的充放电倍率越大，电池的产热也会更大，如果能够降低电池内阻，也能降低高倍率充放电的电池产热。
[0005]由于电池组是由多个电池构成，单个电池的一致性决定了整个电池组的使用寿命，如能降低电池的阻抗，能很大程度提高电池的一致性，从而提高电池的使用寿命。
[0006]在电池的安全性方面，如果电池的内阻过大，电池在充电过程中电压会急速上升，电池存在过充的风险，电池一旦过充，可能会出现起火、爆炸。在解决电池过充的问题上，目前大部分的解决方案是在电池电解液中添加防过充添加剂，电池一旦过充，防过充添加剂会发生聚合反应，增加电池的内阻，阻断电池内部电流，防止电池起火爆炸。但是通过电解液中添加防过充添加剂的方式，虽然在一定程度上能提升安全性能，但是电池一旦过充，对电池的损伤是不可逆的。如果能从根本上降低电池阻抗，从源头上抑制电池出现过充的情况，对电池的使用寿命、安全性会更好。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种降低电池内阻的锂二次电池电解液，其特征在于：所述电解液的成分包括非水有机溶剂，锂盐和添加剂；所述添加剂包括磺酰亚胺类化合物；
[0008]所述磺酰亚胺类化合物选自下式化合物中的任一种：
[0009]其中，R1选自氟、苯基、氟代苯基、吡啶基、烃基、醚、氟代烃基、磷酸酯、磺酸酯、硅烷中的任一种。
[0010]作为一种优选的方案，所述烃基包括烷烃基、烯烃基、炔烃基。
[0011]作为一种优选的方案，所述烷烃基为甲基、乙基、丙基中的任一种。
[0012]作为一种优选的方案，所述烯烃基为乙烯基或丙烯基。
[0013]作为一种优选的方案，所述炔烃基为乙炔基、丙炔基、丁炔基中的任一种。
[0014]作为一种优选的方案，所述R2和R3分别独自选自氟、三氟甲基、苯基、氟代苯基中的任一种。
[0015]作为一种优选的方案，所述磺酰亚胺类化合物占电解液总质量的0.5～5％。
[0016]作为一种优选的方案，所述添加剂还包括占电解液总质量的0.5～6％的第二添加剂；所述第二添加剂为碳酸亚乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、二氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、三丙炔基磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的至少一种。
[0017]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为碳酸亚乙烯酯1％和1,3
‑
丙烷磺酸内酯2％。
[0018]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为二氟磷酸锂1％。
[0019]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为碳酸亚乙烯酯0.5％和氟代碳酸乙烯酯3％。
[0020]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为二氟草酸硼酸锂0.5和氟代碳酸乙烯酯5％。
[0021]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为碳酸亚乙烯酯0.5％和三丙炔基磷酸酯2％。
[0022]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为三烯丙基磷酸酯1％和氟代碳酸乙烯酯3％。
[0023]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述第二添加剂为三烯丙基异氰脲酸酯0.5％和二氟磷酸锂3％。
[0024]作为一种优选的方案，所述非水有机溶剂占电解液总质量的75～88％；所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的至少两种。
[0025]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯，碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯，三者的质量比为3:5:2。
[0026]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯，二者的质量比为1:2～3。
[0027]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯，二者的质量比为1:2。
[0028]作为一种优选的方案，以占电解液总质量百分比计，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯和碳酸二乙酯，三者的质量比为4:1:5。
[0029]作为一种优选的方案，所述锂盐为六氟磷酸锂或双氟磺酰亚胺锂盐。
[0030]作为一种优选的方案，所述锂盐为六氟磷酸锂。
[0031]作为一种优选的方案，所述锂盐占电解液总质量的10～18％。
[0032]作为一种优选的方案，所述锂盐占电解液总质量的10～17.5％。
[0033]本专利技术第二方面提供了一种锂二次电池，所述锂二次电池所用的电解液为上述文中所述的电解液，所述锂二次电池为锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池中的一种。
[0034]作为一种优选的方案，所述锂二次电池中的正极活性材料为Li
1+a
(Ni
x
Co
y
M1‑
x
‑
y)
O2、Li(Ni
n
Mn
m
Co2‑
n
‑
m
)O4、LiM
p
(PO4)q中的至少一种，其中0≤a≤0.3，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，0≤n≤2，0≤m≤2，0≤n+m≤2，M为Al、Fe、Ni、Co、Mn或V，0＜p＜5，0＜q＜5。
[0035]作为一种优选的方案，所述锂二次电池中的负极活性材料为石墨、硅碳复合材料、钛酸锂中的任一种。
[0036]有益效果：
[0037]本申请提供的一种电解液及其包含该电解液的锂二次电池具有优异的循环性能，其能够通过磺酰亚胺化合物有效地降低电池电解液内阻，进而加强电池的低温循环、大倍率常温循环、高温循环性能并且高温存储后的膨胀亦有明显的改善。
具体实施方式
[0038]实施例中所述化合物：
[0039][0040]实施例1
[0041](1)锂二次电池的正极片的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低电池内阻的锂二次电池电解液，其特征在于：所述电解液的成分包括非水有机溶剂，锂盐和添加剂；所述添加剂包括磺酰亚胺类化合物；所述磺酰亚胺类化合物选自下式化合物中的任一种：其中，R1选自氟、苯基、氟代苯基、吡啶基、烃基、醚、氟代烃基、磷酸酯、磺酸酯、硅烷中的任一种。2.根据权利要求1所述的降低电池内阻的锂二次电池电解液，其特征在于：所述R2和R3分别独自选自氟、三氟甲基、苯基、氟代苯基中的任一种。3.根据权利要求2所述的降低电池内阻的锂二次电池电解液，其特征在于：所述磺酰亚胺类化合物占电解液总质量的0.5～5％。4.根据权利要求3所述的降低电池内阻的锂二次电池电解液，其特征在于：所述添加剂还包括占电解液总质量的0.5～6％的第二添加剂；所述第二添加剂为碳酸亚乙烯酯、1,3
‑
丙烷磺酸内酯、二氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、三丙炔基磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的至少一种。5.根据权利要求4所述的降低电池内阻的锂二次电池电解液，其特征在于：所述非水有机溶剂占电解液总质量的75～88％；所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中的至少两种。6.根据权利要求5所述的降低电池内阻的锂二次电池电解液...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟贞，范超君，曹哥尽，赵经纬，
申请(专利权)人：广州天赐高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：