一种耐高压电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术属于电解液及锂离子电池技术领域，公开了一种耐高压电解液及锂离子电池。所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和功能添加剂；所述锂盐包括第一锂盐六氟磷酸锂和第二锂盐双氟磺酰亚胺锂；所述功能添加剂包括2

【技术实现步骤摘要】
一种耐高压电解液及锂离子电池


[0001]本专利技术属于电解液及锂离子电池
，具体涉及一种耐高压电解液及锂离子电池。

技术介绍

[0002]由于锂离子电池具备体积小、能量密度高、工作寿命长、无记忆效应等优点，广泛应用于数码产品、电动工具、大型储能设备、电动汽车和航天航空等领域。近年来随着电子产品不断升级和消费者需求持续迭代，对锂离子电池的能量密度和大倍率充放电性能越来越高，而且同时要求其具有良好的高温储存性能和长循环寿命特性。
[0003]另外，对于钴酸锂体系锂离子电池，开发使用高电压正极材料可以有效提高锂离子电池能量密度。然而，在≥4.4V的工作电压下，正极活性材料中的金属离子氧化活性增强，锂离子电池在工作过程中容易出现金属离子溶出问题，使得材料内部结构逐渐受损，同时正极界面处电解液的氧化分解加剧，氧化分解的副产物沉积在正极界面，造成正极表面特性变差。同时金属离子穿过电解液到达负极表面被还原沉积，降低负极SEI膜质量，最终导致电池内阻增加、外观膨胀和容量不可逆损失。
[0004]专利CN109473713A公开了一种解决锂离子电池工作电压≥4.4V兼顾高低温性能的高电压电解液。采用六氟磷酸锂为锂盐、具有2或3个氰基官能团的腈类化合物作为正极保护添加剂、二氟磷酸锂为低阻抗添加剂、氟代碳酸乙烯酯为负极成膜添加剂，通过上述组分的综合作用，同时通过优化溶剂体系联合所产生的协同效应，能够减少高电压下电解液与电极材料之间的副反应和降低电池的界面阻抗，从而能够改善锂离子电池的低温放电性能，同时兼顾优异的高电压高温存储和循环性能。然而单纯的采用二氟磷酸锂为低阻抗添加剂其对体系动力学和高温性能的改善作用有限，且该电解液配方对溶剂体系要求较高，适应面较窄。
[0005]专利CN 112652816B公开了一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液，以六氟磷酸锂为锂盐，二氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂为锂盐添加剂，含硫添加剂、含硼添加剂、腈类添加剂或高温添加剂中的任意一种或至少两种的组合作为功能添加剂，同时通过优化所含低温有机溶剂、成膜添加剂与锂盐添加剂的比例，使得锂离子电池在
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5℃低温下实现了充电倍率≥2C的快充功能，同时避免了析锂现象的发生，并兼顾了高温性能，从而进一步提升了电池的安全性能与使用寿命。但该专利并未解决双氟磺酰亚胺锂在高电压下存在腐蚀铝箔和高温产气等问题，且未解决锂盐类添加剂形成的界面膜在高电压下存在韧性低，平整度差等问题。
[0006]专利CN 112768774 B公开了一种含腈类化合物的电解液，以六氟磷酸锂(LiPF6)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、四氟硼酸锂(LiBF4)中的一种或几种为锂盐，以腈类化合物和氟代碳酸乙烯酯的混合为溶剂，通过腈类化合物与锂盐和氟代碳酸乙烯酯的互配，可在锂金属表面形成稳定的SEI膜，阻止氰基和金属锂的反应，使锂金属负极具有较好的循环性能。但该专
利并未解决由于腈类化合物引入导致的阻抗增加问题。

技术实现思路

[0007]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种耐高压电解液。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种含有上述耐高压电解液的锂离子电池。
[0009]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种耐高压电解液，包括非水有机溶剂、锂盐和功能添加剂；所述锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，所述第一锂盐为六氟磷酸锂，所述第二锂盐为双氟磺酰亚胺锂；所述功能添加剂包括正极保护添加剂和锂盐添加剂；所述正极保护添加剂包括2
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4个氰基官能团的腈类化合物；所述锂盐添加剂为二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。
[0011]进一步地，所述锂盐中六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂的质量比优选为30:1～3:1。更优选六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂的质量比优选为30:1～5:1。
[0012]进一步优选地，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，锂盐的含量为12％～18％。更优选锂盐的含量为12％～15％。
[0013]进一步优选地，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，正极保护添加剂的含量为1％～8％。更优选正极保护添加剂的含量为1％～6％。
[0014]进一步优选地，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，锂盐添加剂的含量为0.5％～5％。更优选锂盐添加剂的含量为0.5％～3％。
[0015]进一步优选地，所述正极保护添加剂为丁二腈、己二腈、1,2
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二(2
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氰乙氧基)乙烷、1,2,3
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三(2
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氰氧基)丙烷、1,3,6
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己烷三腈、四氰基乙烯中的至少一种。
[0016]进一步优选地，所述锂盐添加剂为二氟草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂或二氟草酸硼酸锂；更优选为二氟草酸磷酸锂。本专利技术采用二氟草酸磷酸锂作为锂盐添加剂配合使用本专利技术的第二锂盐和正极保护添加剂的效果更优。
[0017]进一步地，所述耐高压电解液中还包括常规添加剂，所述常规添加剂为氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1,3
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丙烷磺酸内酯、硫酸二甲酯、硫酸乙烯酯、甲基硫酸乙烯酯、(三甲基硅基)磷酸酯中的至少一种。
[0018]进一步优选地，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，常规添加剂的含量为4％～18％。更优选常规添加剂的含量为4％～15％。
[0019]进一步地，所述非水有机溶剂包括环状溶剂和线性溶剂中的至少一种；所述环状溶剂优选为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ
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丁内酯、乙酸苯酯、1,4
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丁基磺酸内酯及3,3,3
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三氟碳酸丙烯酯中的至少一种；所述线性溶剂优选为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、乙二醇二甲醚、1,1,2,2
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四氟乙基
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2,2,3,3
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四氟丙基醚、甲基三氟乙基碳酸酯、(2,2,2)
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三氟乙基碳酸酯、2,2
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二氟乙基乙酸酯、2,2
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二氟乙基丙酸酯及2,2
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二氟乙基碳酸甲酯中的至少一种。
[0020]进一步优选地，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，非水有机溶剂的含量为58％～78％。更优选非水有机溶剂的含量为60％～78％。
[0021]一种含有上述耐高压电解液的锂离子电池，包括正极、负极、置于正负极之间的隔膜和上述耐高压电解液。
[0022]进一步优选地，所述正极活性材料为钴酸锂，负极活性材料为人造石墨，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高压电解液，其特征在于，包括非水有机溶剂、锂盐和功能添加剂；所述锂盐包括第一锂盐和第二锂盐，所述第一锂盐为六氟磷酸锂，所述第二锂盐为双氟磺酰亚胺锂；所述功能添加剂包括正极保护添加剂和锂盐添加剂；所述正极保护添加剂包括2
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4个氰基官能团的腈类化合物；所述锂盐添加剂为二氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种耐高压电解液，其特征在于，所述锂盐中六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂的质量比为30:1～3:1。3.根据权利要求2所述的一种耐高压电解液，其特征在于，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，锂盐的含量为12％～18％；正极保护添加剂的含量为1％～8％；锂盐添加剂的含量为0.5％～5％。4.根据权利要求3所述的一种耐高压电解液，其特征在于，所述耐高压电解液中，以质量百分含量计，锂盐的含量为12％～15％；正极保护添加剂的含量为1％～6％；锂盐添加剂的含量为0.5％～3％；所述锂盐中六氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂的质量比为30:1～5:1。5.根据权利要求1～4任一项所述的一种耐高压电解液，其特征在于，所述正极保护添加剂为丁二腈、己二腈、1,2
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二(2
‑
氰乙氧基)乙烷、1,2,3
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三(2
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氰氧基)丙烷、1,3,6
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己烷三腈、四氰基乙烯中的至少一种。6.根据权利要求1～4任一项所述的一种耐高压电解液，其特征在于，所述锂盐添加剂为二氟草酸磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂或二氟草酸硼酸锂。7.根据权利要求1～4任一项所述的一种耐高压电解液，其特征在于，所述耐高压电解液中还包括常规添加剂，所述常规添加剂为氟代碳酸乙烯酯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘倩文，李帅龙，玉朝琛，任礼，谢添，周立，
申请(专利权)人：九江天赐高新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：