System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种电解液及其注液方法和锂离子电池技术_技高网

一种电解液及其注液方法和锂离子电池技术

技术编号:41864283 阅读:3 留言:0更新日期:2024-06-27 18:36
本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域,尤其是涉及一种电解液及其注液方法和锂离子电池。本发明专利技术提供的电解液包括第一次注液电解液和第二次注液电解液;所述第一次注液电解液包括第一电解液,所述第二次注液电解液包括第一电解液和第一添加剂;所述第一添加剂的结构式为本发明专利技术的电解液的注液方法,包括如下步骤:向待注液电芯中注入第一次注液电解液,进行第一化成后,注入第二次注液电解液,依次进行静置和第二化成。本发明专利技术的电解液结合二次注液化成工艺,能够可控地在正极表面成膜、有效抑制过渡金属溶出以及抑制酸性物质腐蚀正极,从而提升高电压电池体系的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池,尤其是涉及一种电解液及其注液方法和锂离子电池


技术介绍

1、伴随着人们对高续航高功率电车的追求,对电池性能提出了越来越高的需求,特别是高能量密度和高倍率性能。为了满足高能量密度需求,一系列高电压正极材料,如磷酸钴锂(licopo4)、磷酸镍锂(linipo4)、镍锰酸锂(lini0.5mn1.5o4)得到了广泛的研究。作为锂离子电池的“血液”,电解液对电池的性能影响很大,而高电压体系对电解液提出了更高的标准。高电压电解液主要以六氟磷酸锂(lipf6)和氟代(氟代碳酸酯)类溶剂组成的电解液体系为主。然而,高电压下氟代溶剂也会发生一定的分解,生成hf和h2o,而电解质锂盐lipf6热稳定性较差,易分解产生的五氟化磷(pf5)与痕量水反应,衍生一系列对水分敏感的氟磷氧化物,生成hf;hf的存在会对正负极界面层进行破坏,一方面导致界面层的破坏、重组,从而加剧电解液的分解(生成hf和h2o),不但会消耗更多的活性锂,同时形成h2o和hf酸不断互相促进的恶性循环;另一方面也会带来产气和过渡金属溶出等严重问题,最终导致电芯的快速失效。

2、公开号为cn115911556a的专利提出借助噻唑类异氰酸酯作为电解液的酸度清除添加剂,但单一官能团难以兼顾除酸、除水和成膜致密性好的优点,无法有效终止电解液在高电压下形成的h2o和hf酸互相促进的恶性循环效应,影响电芯的循环性能。

3、有鉴于此,特提出此专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的第一目的在于提供一种电解液,能够可控地在正极表面成膜,有效抑制过渡金属溶出以及酸性物质对正极的腐蚀。

2、本专利技术的第二目的在于提供一种电解液的注液方法,可使第二次注液电解液可控地在正极表面成膜,从而提升高电压电池体系的循环性能。

3、本专利技术的第三目的在于提供一种锂离子电池,采用上述电解液的注液方法制得,提高了电池的循环稳定性。

4、为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:

5、本专利技术提供了一种电解液,包括第一次注液电解液和第二次注液电解液;所述第一次注液电解液包括第一电解液,所述第二次注液电解液包括第一电解液和第一添加剂;

6、所述第一添加剂的结构式为式中,r1包括烷基、烯基、芳基、氟代烷基、氟代烯基和氟代芳基中的任一种,r2和r3各自独立地包括氢、烷基、烯基、炔基、芳基、氟代烷基、氟代烯基、氟代芳基、氰基和异氰酸酯基团中的任一种。

7、进一步地,所述第二次注液电解液中,第一添加剂的含量为1wt%~20wt%。

8、进一步地,所述第一次注液电解液和所述第二次注液电解液的质量比为(70~95):(5~30)。

9、进一步地,所述第一电解液包括有机溶剂、稀释剂、锂盐和第二添加剂。

10、进一步地,包括以下特征(1)至(4)中的至少一种;

11、(1)所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、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、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少一种;

12、(2)所述稀释剂包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和1,1,2,3,3,3-六氟丙基-2,2,2-三氟乙基醚中的至少一种;

13、(3)所述锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂和二氟二草酸磷酸锂中的至少一种;

14、(4)所述第二添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸亚乙烯酯、二氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯和三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种。

15、进一步地,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;

16、(1)所述有机溶剂和所述稀释剂的体积比为1:9~8:2;

17、(2)所述第一电解液中,锂盐的含量为0.5~4mol/l;

18、(3)所述第一电解液中,第二添加剂的含量为0.5wt%~5wt%。

19、本专利技术还提供了如上所述的电解液的注液方法,包括如下步骤:

20、向待注液电芯中注入第一次注液电解液,进行第一化成后,注入第二次注液电解液,依次进行静置和第二化成。

21、进一步地,所述第一化成包括:以0.01c~0.1c恒流恒压充电至6%soc,截止电流为0.05c。

22、进一步地,所述第二化成包括:以0.1c~1c进行恒流恒压充电,限压为4.4v,截止电流为0.05c。

23、本专利技术还提供了一种锂离子电池,采用如上所述的电解液的注液方法制备得到。

24、与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:

25、本专利技术的电解液,通过同时含有-n=c=o和-cn官能团的第一添加剂的添加,使其具备除酸、除水、成膜和过渡金属络合等功能;结合二次注液化成工艺,能够可控地在正极表面成膜,有效抑制过渡金属溶出以及抑制酸性物质腐蚀正极,从而提升高电压电池体系的循环性能。

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【技术保护点】

1.一种电解液,其特征在于,包括第一次注液电解液和第二次注液电解液;所述第一次注液电解液包括第一电解液,所述第二次注液电解液包括第一电解液和第一添加剂;

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第二次注液电解液中,第一添加剂的含量为1wt%~20wt%。

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第一次注液电解液和所述第二次注液电解液的质量比为(70~95):(5~30)。

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第一电解液包括有机溶剂、稀释剂、锂盐和第二添加剂。

5.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,包括以下特征(1)至(4)中的至少一种;

6.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,包括以下特征(1)至(3)中的至少一种;

7.权利要求1~6任一项所述的电解液的注液方法,其特征在于,包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的电解液的注液方法,其特征在于,所述第一化成包括:以0.01C~0.1C恒流恒压充电至6%SOC,截止电流为0.05C。

9.根据权利要求7所述的电解液的注液方法,其特征在于,所述第二化成包括:以0.1C~1C进行恒流恒压充电,限压为4.4V,截止电流为0.05C。

10.一种锂离子电池,其特征在于,采用权利要求7~9任一项所述的电解液的注液方法制备得到。

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【技术特征摘要】

1.一种电解液,其特征在于,包括第一次注液电解液和第二次注液电解液;所述第一次注液电解液包括第一电解液,所述第二次注液电解液包括第一电解液和第一添加剂;

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第二次注液电解液中,第一添加剂的含量为1wt%~20wt%。

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第一次注液电解液和所述第二次注液电解液的质量比为(70~95):(5~30)。

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述第一电解液包括有机溶剂、稀释剂、锂盐和第二添加剂。

5.根据权利要求4所述的电解液,其特征在于,包括以下特征(1)至(4)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡建伟李云明邱呈雨田轶文桂娇康刘心同
申请(专利权)人:蜂巢能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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