非水电解液以及包含其的二次电池制造技术

本申请提供一种非水电解液以及包含其的二次电池

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解液以及包含其的二次电池、电池模块、电池包及用电装置


[0001]本申请属于电池
，具体涉及一种非水电解液以及包含其的二次电池
、
电池模块
、
电池包及用电装置
。

技术介绍

[0002]近年来，二次电池被广泛应用于水力
、
火力
、
风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具
、
电动自行车
、
电动摩托车
、
电动汽车
、
军事装备
、
航空航天等多个领域
。
随着二次电池的应用及推广，其综合性能受到越来越多的关注，例如二次电池需要同时满足能量密度高
、
循环寿命长
、
安全性能高
、
倍率性能好等
。
非水电解液在正极和负极之间起到传导离子的作用，其是影响二次电池性能的关键因素之一，因此，亟需提供一种综合性能良好的非水电解液
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种非水电解液以及包含其的二次电池
、
电池模块
、
电池包及用电装置，其能够使二次电池同时兼顾良好的循环性能
、
存储性能和动力学性能
。
[0004]本申请第一方面提供一种非水电解液，包含电解质盐以及非水溶剂，其中，所述电解质盐包括：第一锂盐，具有式1所示结构，
R1表示氟原子或者部分氟化或全部氟化的
C1
‑
C10
的烷基，其在所述非水电解液中的质量含量为
A1
，基于所述非水电解液的总质量计；第二锂盐，具有式2所示结构，
R2、R3分别独立地表示氟原子或者由部分氟化或全部氟化的以下基团组成的组中的至少一种：
C1
‑
C10
的烷基
、C2
‑
C10
的烯基
、C2
‑
C10
的炔基
、C6
‑
C8
的芳基
、C1
‑
C10
的烷氧基
、C2
‑
C10
的烯氧基
、C2
‑
C10
的炔氧基
、C6
‑
C8
的芳氧基，其在所述非水电解液中的质量含量为
A2
，基于所述非水电解液的总质量计；第三锂盐，选自四氟硼酸锂，其在所述非水电解液中的质量含量为
A3
，基于所述非水电解液的总质量计；所述非水电解液满足：
A1+A2+A3
在1％以下，
A1/A2
为
0.016
至
40
，并且
A1/(A2+A3)
为
0.006
至
13.5。
[0005]专利技术人通过大量研究发现，通过在非水电解液中采用上述第一锂盐
、
第二锂盐和
第三锂盐作为辅助锂盐控制其总含量在1％以下，并合理调节第一锂盐的含量
A1、
第二锂盐的含量
A2、
第三锂盐的含量
A3
使其满足
A1/A2
为
0.016
至
40
，并且
A1/(A2+A3)
为
0.006
至
13.5
，得到的非水电解液能够同时具有较高的热稳定性
、
较高的离子电导率以及较宽的电化学窗口，并且所述非水电解液还能够钝化铝箔集流体并在正极活性材料和负极活性材料表面均形成致密
、
稳定
、
低阻抗且高导离子性的界面膜，由此采用本申请非水电解液的二次电池能够同时兼顾良好的循环性能
、
存储性能和动力学性能
。
[0006]在本申请的任意实施方式中，
A1/A2
为
0.03
至
10
，可选地为
0.1
至
5。
由此有利于充分发挥第一锂盐和第二锂盐之间的协同作用效果，由此能够在负极活性材料表面形成更致密
、
更稳定且导离子性更高的界面膜
。
[0007]在本申请的任意实施方式中，
A1/(A2+A3)
为
0.02
至
3.5
，可选地为
0.1
至
2。
由此有利于充分发挥第一锂盐
、
第二锂盐和第三锂盐之间的协同作用效果，由此能够在正极活性材料表面形成更致密
、
更稳定且导离子性更高的界面膜
。
[0008]在本申请的任意实施方式中，所述非水电解液还满足
A3/A2
为
0.04
至
30
，可选地为1至
10。
由此有利于充分发挥第二锂盐和第三锂盐之间的协同作用效果，从而能够进一步改善二次电池的循环性能
、
存储性能和动力学性能
。
[0009]在本申请的任意实施方式中，
A1
为
0.005
％至
0.2
％，可选地为
0.01
％至
0.1
％
。
[0010]在本申请的任意实施方式中，
A2
为
0.005
％至
0.3
％，可选地为
0.01
％至
0.3
％
。
[0011]在本申请的任意实施方式中，
A3
为
0.01
％至
0.5
％，可选地为
0.02
％至
0.2
％
。
[0012]在本申请的任意实施方式中，所述第一锂盐包括如下化合物中的至少一种：
[0013]在本申请的任意实施方式中，所述第二锂盐包括如下化合物中的至少一种：
[0014]在本申请的任意实施方式中，所述电解质盐还包括第四锂盐
、
第五锂盐中的至少一种，所述第四锂盐为六氟磷酸锂，其在所述非水电解液中的质量含量为
A4
，基于所述非水电解液的总质量计，所述第五锂盐为双氟磺酰亚胺锂，其在所述非水电解液中的质量含量为
A5
，基于所述非水电解液的总质量计，所述非水电解液满足：
A4+A5
为
10
％至
20
％，可选地为
10
％至
18
％
。
[0015]在本申请的任意实施方式中，
A4/A5
为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种非水电解液，包含电解质盐以及非水溶剂，其中，所述电解质盐包括：第一锂盐，具有式1所示结构，
R1表示氟原子或者部分氟化或全部氟化的
C1
‑
C10
的烷基，其在所述非水电解液中的质量含量为
A1
，基于所述非水电解液的总质量计；第二锂盐，具有式2所示结构，
R2、R3分别独立地表示氟原子或者由部分氟化或全部氟化的以下基团组成的组中的至少一种：
C1
‑
C10
的烷基
、C2
‑
C10
的烯基
、C2
‑
C10
的炔基
、C6
‑
C8
的芳基
、C1
‑
C10
的烷氧基
、C2
‑
C10
的烯氧基
、C2
‑
C10
的炔氧基
、C6
‑
C8
的芳氧基，其在所述非水电解液中的质量含量为
A2
，基于所述非水电解液的总质量计；第三锂盐，选自四氟硼酸锂，其在所述非水电解液中的质量含量为
A3
，基于所述非水电解液的总质量计；所述非水电解液满足：
A1+A2+A3
在1％以下，
A1/A2
为
0.016
至
40
，并且
A1/(A2+A3)
为
0.006
至
13.5。2.
根据权利要求1所述的非水电解液，其中，
A1/A2
为
0.03
至
10
，可选地为
0.1
至5；和
/
或，
A1/(A2+A3)
为
0.02
至
3.5
，可选地为
0.1
至
2。3.
根据权利要求1或2所述的非水电解液，其中，所述非水电解液还满足
A3/A2
为
0.04
至
30
，可选地为1至
10。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的非水电解液，其中，所述非水电解液满足如下条件
(1)
至
(3)
中的至少一者：
(1)A1
为
0.005
％至
0.2
％，可选地为
0.01
％至
0.1
％；
(2)A2
为
0.005
％至
0.3
％，可选地为
0.01
％至
0.3
％；
(3)A3
为
0.01
％至
0.5
％，可选地为
0.02
％至
0.2
％
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的非水电解液，所述第一锂盐包括如下化合物中的至少一种：
和
/
或，所述第二锂盐包括如下化合物中的至少一种：
6.
根据权利要求1‑5中任一项所述的非水电解液，其中，所述电解质盐还包括第四锂盐
、
第五锂盐中的至少一种，所述第四锂盐为六氟磷酸锂，其在所述非水电解液中的质量含量为
A4
，基于所述非水电解液的总质量计，所述第五锂盐为双氟磺酰亚胺锂，其在所述非水电解液中的质量含量为
A5
，基于所述非水电解液的总质量计，所述非水电解液满足：
A4+A5
为
10
％至
20
％，可选地为
10
％至
18
％；可选地，
A4/A5
为
0.2
至3，更可选地为
0.5
至
1.5。7.
根据权利要求6所述的非水电解液，其中，
(A4+A5)/(A1+A2+A3)
为
10
至
200
，可选地为
20
至
120
，更可选地为
40
至
100。8.
根据权利要求1‑7中任一项所述的非水电解液，其中，所述非水溶剂包括：第一溶剂，包括碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
碳酸亚丁酯中的至少一种，其在所述非水溶剂中的质量含量为
B1
，基于所述非水溶剂的总质量计；第二溶剂，包括碳酸甲乙酯
、
碳酸二乙酯
、
碳酸二甲酯
、
碳酸二丙酯
、
碳酸甲丙酯
、
碳酸乙丙酯中的至少一种，其在所述非水溶剂中的质量含量为
B2
，基于所述非水溶剂的总质量计；第三溶剂，包括甲酸甲酯
、
乙酸甲酯
、
乙酸乙酯
、
乙酸丙酯
、
丙酸甲酯
、
丙酸乙酯
、
丙酸丙酯
、
丁酸甲酯
、
丁酸乙酯中的至少一种，其在所述非水溶剂中的质量含量为
B3
，基于所述非
水溶剂的总质量计，可选地，所述非水电解液满足：
B1
为
10
％至
30
％，
B2
为
50
％至
90
％，
B3
为0％至
20
％；可选地，
B1/(B2+B3)
为
0.1
至
0.45
，更可选地为
0.2
至
0.3。9.
根据权利要求1‑8中任一项所述的非水电解液，其中，所述非水电解液还包括：第一添加剂，包括氟代碳酸乙烯酯
、
碳酸亚乙烯酯
、
硫酸乙烯酯
、1,3
‑
丙磺酸内酯中的至少一种，其在所述非水电解液中的质量含量为
C1
，基于所述非水电解液的总质量计，可选地，
C1
为
0.05
％至2％，更可选地为
0.1
％至1％
。10.
根据权利要求9所述的非水电解液，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴则利，韩昌隆，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：