电解液、二次电池和装置制造方法及图纸

技术编号：44402244 阅读：9 留言：0更新日期：2025-02-25 10:16

本申请提供一种电解液、二次电池和装置。电解液包括含氟磺酰亚胺锂和含氟磺酸添加剂，含氟磺酸添加剂包括R‑L‑SO3M；其中，L选自氟代C1‑C6亚烷基或氟代C1‑C6亚烯基，R选自氟、氟代C1‑C6烷基、氟代C1‑C6烯基、氟代C6‑C12芳基或氟代硅烷基，M选自锂或钠；基于电解液的质量，含氟磺酰亚胺锂的质量百分含量为H％，含氟磺酸添加剂的质量百分含量为S％，满足：1≤H/S≤35。本申请通过控制含氟磺酰亚胺锂和含氟磺酸添加剂的含量的比值，显著降低二次电池的漏电流，提升二次电池的循环容量保持率，降低了二次电池的膨胀率。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及储能领域，具体涉及一种电解液、二次电池和装置。

技术介绍

1、现阶段，六氟磷酸锂(lipf6)凭借高离子电导率、宽电化学窗口以及在正极极片表面和负极极片表面良好的成膜性等综合优势，是锂离子电池常用的锂盐。然而，由于lipf6在高温下易分解且对水分极为敏感，产生剧毒的pf5和hf，存在严重的安全隐患。另外，对于高镍三元以及富锂锰基等高电压高容量的正极体系来说，电解液中存在的hf会导致过渡金属溶出，从而破坏正极材料的结构完整性，加速电池容量的衰减以及循环稳定性的恶化。因此，lipf6难以应用于高能量密度的特殊电池体系中。

2、近些年，作为一种新型的锂盐，含氟磺酰亚胺锂有望成为lipf6的替代品之一被广泛研究，该锂盐与lipf6的价格相近，溶解在碳酸酯溶剂中比lipf6具有更高的离子电导率，并且热稳定性以及对水的稳定性都要优于lipf6。此外，该锂盐在正极极片表面和负极极片表面形成的界面保护膜，阻抗更低，有利于电池倍率性能的提升。然而，该锂盐在高电压下容易腐蚀作为正极集流体的铝箔，这一缺点限制了它在高电压电池体系中的应用。针对于这一问题，文献及专利中的一些报道表明，使用硼系的锂盐如双草酸硼酸锂(libob)或者二氟草酸硼酸锂(lidfob)等，以及lipf6等锂盐与含氟磺酰亚胺锂混合使用，虽然在一定程度上可以改善含氟磺酰亚胺锂在高电压下腐蚀铝箔的问题，但是需要添加大量的这些锂盐(20％至40％)，这又会带来其它的问题。比如，lipf6添加量过多，电解液会继承lipf6的缺点；而硼系锂盐libob或者lidfob等

3、因此开发高性能的耐铝箔腐蚀添加剂，阻止含氟磺酰亚胺锂对铝箔的腐蚀，从而实现含氟磺酰亚胺锂在高电压电池体系中的应用，并且对电池安全性能有一定的提升，具有重要的意义。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种电解液、二次电池和装置。

2、本申请的第一方面提供一种电解液，该电解液包括：含氟磺酰亚胺锂和含氟磺酸添加剂，含氟磺酸添加剂包括r-l-so3m；其中，l选自氟代c1-c6亚烷基或氟代c1-c6亚烯基，r选自氟、氟代c1-c6烷基、氟代c1-c6烯基、氟代c6-c12芳基或氟代硅烷基，m选自锂或钠；基于所述电解液的质量，所述含氟磺酰亚胺锂的质量百分含量为h％，所述含氟磺酸添加剂的质量百分含量为s％，满足：1≤h/s≤35。

3、本申请的第二方面提供一种二次电池，该二次电池包括前述电解液。

4、本申请的第三方面提供一种装置，该装置包括前述二次电池。

5、本申请的技术方案，可以实现以下有益效果：

6、本申请的电解液中采用含氟磺酰亚胺锂作为锂盐，同时使用含氟磺酸添加剂作为抗腐蚀添加剂，通过控制含氟磺酰亚胺锂和含氟磺酸添加剂的含量的比值，解决了含氟磺酰亚胺锂在高压下腐蚀作为正极集流体的铝箔的问题，显著地改善了二次电池在高压下的循环性能和倍率性能；此外，含氟磺酸添加剂的有机部分的空间位阻大并且被氟原子取代，使得含氟磺酸添加剂的极性和表面能降低，从而保证含氟磺酸添加剂不易在电解液中发生溶解或溶胀，进而，还有利于保持电解液的稳定性；进一步的，电解液具有优异的热稳定性，对二次电池的高温性能和安全性能也有大幅度的提升。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解液，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述含氟磺酰亚胺锂包括双氟磺酰亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺锂、(氟磺酰)(全氟丁基磺酰)亚胺锂、(三氟甲基磺酰)(全氟丁基磺酰)亚胺锂和双(五氟乙基磺酰)亚胺锂中的至少一种；和/或

3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述含氟磺酰亚胺锂包括双氟磺酰亚胺锂；和/或

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，5≤H/S≤30；和/或，5≤H≤20；和/或，0.01≤S≤10。

5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，8≤H/S≤20；和/或，9≤H≤17；和/或，0.5≤S≤5。

6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还满足以下条件中的至少一者：

7.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片和权利要求1至6任一项所述的电解液。

8.根据权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体上的正极活性材料层；所述正极

9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池的漏电流TμA/cm2满足：1≤T≤10。

10.一种装置，其特征在于，包括权利要求7至9中任一项所述的二次电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种电解液，其特征在于，包括：

3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述含氟磺酰亚胺锂包括双氟磺酰亚胺锂；和/或

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，5≤h/s≤30；和/或，5≤h≤20；和/或，0.01≤s≤10。

5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，8≤h/s≤20；和/或，9≤h≤17；和/或，0.5≤s≤5。

6.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液还满足以下条件中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李思远，
申请(专利权)人：蔚来电池科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人