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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池,具体涉及一种改善循环的锂离子电解液及电池。
技术介绍
1、锂离子电池因比能量高、工作电压高、循环寿命长等特点在便携式电子产品以及电动汽车等领域得到广泛的应用。在锂离子电池的首次充放电过程中,会在负极表面形成sei膜,该过程会消耗正极中的活性锂,从而导致不可逆容量损失,极大地降低了锂离子电池的能量密度。为恢复这部分不可逆容量损失,通常采用正极补锂或负极补锂的方法。负极补锂即在负极中引入活性锂,但由于金属锂的活性非常高,负极活性锂易与电解液发生副反应以及产生锂枝晶等问题,以引起电池短路起火,安全性难以符合要求。正极补锂的方法主要由正极材料过锂化、牺牲锂盐和正极预嵌锂材料,其中正极预嵌锂材料是指在锂离子电池工作范围内,正极补锂材料分解,并提供活性锂,该活性锂在放电过程中不会回嵌,用以补偿活性锂的损失,该方法可有效补偿锂离子电池的不可逆容量损失,且具有工艺简单、价格低廉且安全性高等优点,因此被广泛应用于锂电池的补锂中。
2、但目前常用的正极补锂材料具有强氧化性,补锂的同时会释放氧自由基,一方面产生的氧气会使电解液发生氧化分解,从而造成添加剂、溶剂等失效,进而导致电池跳水;另外电解液中氧含量过多,在电池热失控的情况下易发生电池爆燃的情况。此外,补锂剂由于本身的阻抗较大,会恶化电芯的倍率性能。因此,亟需一种能够有效捕获氧自由基的添加剂,以改善补锂剂的使用对电池循环性能的影响。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种改善循环的锂离子电解液及电池,
2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供以下技术方案:
3、本专利技术第一方面提供了一种锂离子电解液,包含非水性有机溶剂、锂盐及添加剂,所述添加剂包括化合物a,该化合物a具有如下结构通式:
4、
5、其中,r1~r9各自独立地选自甲基或氟代甲基,且所述化合物a至少含有一个f原子。
6、本专利技术第二方面提供了一种电池,包括正极片、负极片、电解液及隔膜,所述电解液为第一方面所述的锂离子电解液。
7、本专利技术的有益效果:
8、1.本专利技术提供了一类可改善电池循环性能的锂离子电解液,该锂离子电解液中包含具有亚磷酸盐结构及f原子的添加剂,添加剂中的亚磷酸盐结构可以捕获正极释放的氧自由基,氧自由基被还原去除,亚磷酸酯转化为磷酸酯,从而抑制氧自由基对电解液的氧化,提高了电解液体系的抗氧化性,进而大大提高了电池的循环稳定性;此外,添加剂中的f原子可在负极表面原位形成致密的lif,可促进li的均匀沉积,有效抑制li枝晶的生长,进一步提高锂电池的循环稳定性,且lif的形成可改善界面阻抗。
9、2.采用本专利技术所述的锂离子电解液制备的锂电池,循环800圈容量回复率可高达87.8%,且在60℃存储30天后的dcr增长率仅为16.8%,其循环稳定性及存储寿命得到显著提升。
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1.一种锂离子电解液,其特征在于,包含非水性有机溶剂、锂盐及添加剂,所述添加剂包括化合物A,该化合物A具有如下结构通式:
2.根据权利要求1所述的锂离子电解液,其特征在于,所述化合物A选自以下化合物中的一种或两种:
3.根据权利要求1所述的锂离子电解液,其特征在于,所述化合物A在所述锂离子电解液中的质量占比为0.1wt%~3wt%。
4.根据权利要求3所述的锂离子电解液,其特征在于,所述化合物A在所述锂离子电解液中的质量占比为0.5wt%~1wt%。
5.根据权利要求1~4任一项所述的锂离子电解液,其特征在于,所述锂离子电解液还包含碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1~4任一项所述的锂离子解液,其特征在于,所述锂离子电解液包含氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯,所述氟代碳酸乙烯酯在所述锂离子电解液中的质量占比为0~8wt%,所述碳酸亚乙烯酯在所述锂离子电解液中的质量占比为0.1wt%~3wt%。
7.根据权利要求1~4任一项所述的锂离子电解液,其特征在于,所述非水性有机溶剂选
8.一种电池,包括正极片、负极片、电解液及隔膜,其特征在于,所述电解液为权利要求1~7任一项所述的锂离子电解液。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述正极片包含补锂剂,所述补锂剂在所述正极片中的质量占比为0.1wt%~20wt%。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述补锂剂选自Li6CoO4、Li2NiO2、Li5FeO4、Li2O中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电解液,其特征在于,包含非水性有机溶剂、锂盐及添加剂,所述添加剂包括化合物a,该化合物a具有如下结构通式:
2.根据权利要求1所述的锂离子电解液,其特征在于,所述化合物a选自以下化合物中的一种或两种:
3.根据权利要求1所述的锂离子电解液,其特征在于,所述化合物a在所述锂离子电解液中的质量占比为0.1wt%~3wt%。
4.根据权利要求3所述的锂离子电解液,其特征在于,所述化合物a在所述锂离子电解液中的质量占比为0.5wt%~1wt%。
5.根据权利要求1~4任一项所述的锂离子电解液,其特征在于,所述锂离子电解液还包含碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1~4任一项所述的锂离子解液,其特征在于,所述锂离子电解液包含氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯...
【专利技术属性】
技术研发人员:余乐,李轶,
申请(专利权)人:远景动力技术江苏有限公司,
类型:发明
国别省市:
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