CN105977525A - 一种使用非水电解液的锂离子电池 - Google Patents

一种使用非水电解液的锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种使用非水电解液的锂离子电池，包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜和锂离子电池非水电解液；正极的活性物质包括LiFePO4；锂离子电池非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂；添加剂至少包括(A)碳酸亚乙烯酯，同时还包括：(B)结构式1所示的化合物与(C)氟苯中的至少一种；其中n为1～3的自然数，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢原子、氟原子、碳原子数为1～6的烷基中的一种。本发明的锂离子电池，具有长循环寿命，同时电池的高低温性能优异。

Description

一种使用非水电解液的锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种以LiFePO4作为正极活性物质并且包括碳酸亚乙烯酯作为非水电解液添加剂的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、比功率大、循环寿命长等特点，目前非水电解液锂离子电池已经普遍应用于3C消费类电子产品领域，并且随着新能源汽车的发展，非水电解液锂离子电池在储能和动力领域也越来越普遍。
然而随着锂离子电池的广泛应用，对锂离子电池的性能有了更高的要求，为了降低成本，需要锂离子电池有更高的循环寿命；为了提高对环境的适应性，需要锂离子电池能够兼顾高低温性能等。
在非水电解液锂离子电池中，非水电解液是影响电池循环寿命和高低温性能的关键因素，特别地，非水电解液中的添加剂对电池高低温性能和循环寿命的发挥尤其重要。目前实用化的非水电解液，使用的是传统的成膜添加剂如碳酸亚乙烯酯(VC)来保证电池的循环性能。但VC的阻抗较大，难以兼顾电池的低温性能，且随着市场对电池寿命的要求越来越高，只使用VC已无法达到循环寿命的要求。
发明内容
本发明提供一种长循环寿命、兼顾电池的高低温性能的锂离子电池，其通过如下技术方案来实现：
一种锂离子电池，包括正极、负极、置于上述正极与负极之间的隔膜和锂离子电池非水电解液；上述正极的活性物质包括LiFePO4；上述锂离子电池非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂；上述添加剂至少包括(A)碳酸亚乙烯酯，同时还包括：(B)结构式1所示的化合物与(C)氟苯中的至少一种；
其中n为1～3的自然数，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢原子、氟原子、碳原子数为,1～6的烷基中的一种。
作为本发明的进一步改进的方案，上述添加剂(A)占上述电解液总重量的0.2％～5％，优选0.5％～3％。
作为本发明的进一步改进的方案，上述添加剂(B)占上述电解液总重量的0.1％～5％，优选0.5％～3％。
作为本发明的进一步改进的方案，上述添加剂(C)占上述电解液总重量的0.1％～20％，优选1％～10％。
作为本发明的进一步改进的方案，上述结构式1所示的化合物为硫酸乙烯酯或1,3-丙二醇硫酸酯。
作为本发明的进一步改进的方案，上述非水有机溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二乙酯、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯或四氢呋喃中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进的方案，上述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3或LiN(SO2F)2中的一种或两种以上。
作为本发明的进一步改进的方案，上述负极的活性物质为人造石墨。
本发明的锂离子电池所采用的非水电解液，在成膜添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)的基础上引入低阻抗添加剂(B)和/或氟苯作为促进浸润的添加剂，能明显降低电池的阻抗，提高电池的低温性能；同时明显改善电池的循环寿命。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明的使用非水电解液的锂离子电池的正极材料选用LiFePO4。本发明的锂离子电池所采用的非水电解液，以碳酸亚乙烯酯(VC)作为添加剂，同时引入结构式1所示的化合物和氟苯中的至少一种作为添加剂，它们在同一体系内通过协同作用，使得本发明的锂离子电池非水电解液具有长循环寿命，同时电池的高低温性能优异。
本发明加入碳酸亚乙烯酯，能在负极成膜，保护负极，提高电池的循环寿命。碳酸亚乙烯酯的含量优选占电解液总重量的0.2％～5％，更优选0.5％～3％。当碳酸亚乙烯酯的含量小于0.2％时，成膜较差，对性能起不到应有的改善作用；当其含量大于5％时，其在电极界面的成膜较厚，会严重增大电池阻抗，劣化电池性能。
本发明加入结构式1所示的化合物，
其中n为1～3的自然数，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢原子、氟原子、碳原子数为1～6的烷基中的一种。
结构式1所示的化合物能够降低电解液的阻抗，改善电池的低温性能和循环性能，对高温性能又没有副作用。结构式1所示的化合物的含量优选占电解液总重量的0.1％～5％，更优选0.5％～3％。当结构式1所示的化合物的含量小于0.1％时，降低电解液的阻抗的效果不够明显，从而改善电池的低温性能和循环性能的效果不充分；当其含量大于5％时，对高温性能有副作用。
结构式1所示的化合物中的取代基R1、R2、R3、R4在氢原子、氟原子、碳原子数为1～6的烷基中选择时，具有基本上相当的阻抗性能，然而若是选择碳原子数为6以上的烷基作为取代基，可能造成阻抗性能的明显变化，不利于降低电解液的阻抗，因此本发明不选择碳原子数为6以上的烷基作为取代基。
在本发明的一个实施例中，以硫酸乙烯酯(DTD)作为结构式1所示的化合物，能够取得良好的长循环寿命，同时电池的高低温性能优异。因此，作为结构式1所示的化合物，可以选自硫酸乙烯酯、1,3-丙二醇硫酸酯中的一种或多种；硫酸乙烯酯是本发明最优选的化合物。
在本发明优选的技术方案中，加入氟苯作为添加剂，能够促进电解液的浸润，改善保液量，改善电池的循环性能。氟苯的含量优选占电解液总重量的0.1％～20％，更优选1％～10％。当氟苯的含量小于0.1％时，其促进电解液的浸润的效果不够明显；而当其含量大于20时％，多余的氟苯会在正极聚合，增大电池阻抗，劣化电池的功率。
在本发明的一个较优选的实施方案中，碳酸亚乙烯酯的含量占电解液总重量的0.2％～5％；结构式1所示的化合物的含量占电解液总重量的0.1％～5％。
在本发明的一个较优选的实施方案中，碳酸亚乙烯酯的含量占电解液总重量的0.2％～5％；氟苯的含量占电解液总重量的0.1％～20％。
在本发明的一个较优选的实施方案中，碳酸亚乙烯酯的含量占电解液总重量的0.2％～5％；结构式1所示的化合物的含量占电解液总重量的0.1％～5％；氟苯的含量占电解液总重量的0.1％～20％。在该实施方案中，三种添加剂的含量比例合适，能够尽可能充分地发挥各自的性能，并且产生明显的协同效应，因此循环寿命以及电池的高低温性能都非常优异。
在本发明的一个最优选的实施方案中，碳酸亚乙烯酯的含量占电解液总重量的0.5％～3％；结构式1所示的化合物的含量占电解液总重量的0.5％～3％；氟苯的含量占电解液总重量的1％～10％。
在本发明的一个优选实施方案中，非水有机溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二乙酯、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯或四氢呋喃中的一种或多种。这些非水有机溶剂的选择和用量可以按照本领域通常的选择进行。
在本发明的一个优选实施方案中，锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3和LiN(SO2F)2中的一种或两种以上，优选的是LiPF6或LiPF6与其它锂盐的混合物。
本发明的锂离子电池的负极材料优选人造石墨。当然，也可以选择其它常用的负极材料。
以下通过具体实施例对本发明进行详细描述。应当理解，这些实施例仅是示例性的，并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1
1)电解液的制备
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)按质量比为EC:DEC:EMC＝1:1:1进行混合，然后加入六氟磷酸锂(LiPF6)至摩尔浓度为1mol/L，再加入按电解液的总质量计1％的碳酸亚乙烯酯(VC)，0.5％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及1％的氟苯作为添加剂。
2)正极板的制备
按93:4:3的质量比混合正极活性材料LiFePO4，导电碳黑Super-P和粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)，然后将它们分散在N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中，得到正极浆料。将浆料均匀涂布在铝箔的两面上，经过烘干、压延和真空干燥，并用超声波焊机焊上铝制引出线后得到正极板，极板的厚度在120-150μm。
3)负极板的制备
按94:1:2.5:2.5的质量比混合负极活性材料人造石墨，导电碳黑Super-P，粘结剂丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)，然后将它们分散在去离子水中，得到负极浆料。将浆料涂布在铜箔的两面上，经过烘干、压延和真空干燥，并用超声波焊机焊上镍制引出线后得到负极板，极板的厚度在120-150μm。
4)电芯的制备
在正极板和负极板之间放置厚度为20μm的聚乙烯微孔膜作为隔膜，然后将正极板、负极板和隔膜组成的三明治结构进行卷绕，再将卷绕体放出26650铝壳圆柱中，然后于85℃下烘烤24hr，得到待注液的电芯。
5)电芯的注液和化成
在露点控制在-40℃以下的手套箱中，将上述制备的电解液注入电芯中，电解液的量要保证充满电芯中的空隙。然后按以下步骤进行化成：0.05C恒流充电120min，0.3C恒流恒压充电至3.6V，限制电流0.02C，0.5C恒流放电至2.0V。
6)常温循环性能测试
常温下，将电池以1C的电流恒流充电至3.6V然后恒压充电至电流下降至0.02C，然后以1C的电流恒流放电至2V，如此循环3000周，记录第1周的放电容量和第3000周的放电容量，按下式计算常温循环的容量保持率：
容量保持率＝第3000周的放电容量/第1周的放电容量*100％
7)高温储存性能测试
将化成后的电池在常温下用1C恒流恒压充至3.6V，记录电池初始放电容量。然后在60℃储存30天后，等电池冷却后1C放电至2.0V，然后1C恒流恒压充电3.6V，再1C恒流放电至2.0V，记录电池的保持容量和恢复容量。计算公式如下：
电池容量保持率(％)＝保持容量/初始容量×100％；
电池容量恢复率(％)＝恢复容量/初始容量×100％。
8)低温性能测试
在25℃下，将化成后的电池用1C恒流恒压充至3.6V，然后用1C恒流放电至2.0V，记录放电容量。然后1C恒流恒压充至3.6V，置于-20℃的环境中搁置12h后，1C恒流放电至2.0V，记录放电容量。
-20℃的低温放电效率值＝1C放电容量(-20℃)/1C放电容量(25℃)×100％。
实施例2
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及5％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例3
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为3％的碳酸亚乙烯酯(VC)，3％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例4
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为5％的碳酸亚乙烯酯(VC)，5％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及20％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例5
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为0.2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例6
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为0.5％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例7
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，0.1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例8
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，5％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例9
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例10
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及0.1％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例11
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及20％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例12
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的硫酸乙烯酯(DTD)以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例13
如表2所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的1,3-丙二醇硫酸酯，以及5％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例14
如表2所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，0.1％的1,3-丙二醇硫酸酯，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例15
如表2所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，5％的1,3-丙二醇硫酸酯，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
实施例16
如表2所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)，1％的1,3-丙二醇硫酸酯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
对比例1
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为2％的碳酸亚乙烯酯(VC)以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
对比例2
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为1％的硫酸乙烯酯(DTD)以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
对比例3
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
对比例4
如表1所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为1％的硫酸乙烯酯(DTD)，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
对比例5
如表2所示，除了电解液的制备中将添加剂替换为1％的1,3-丙二醇硫酸酯，以及10％的氟苯以外，其它与实施例1相同，测试得到的常温循环性能、高温储存性能和低温性能的数据见表3。
表1、表2示出了以上实施例和对比例中的电解液添加剂加入情况。
表1
表2
表3示出了以上实施例和对比例的性能数据。
表3
通过对比例和实施例的对比，发现组合使用碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯/1,3-丙二醇硫酸酯和氟苯作为添加剂，本发明的锂离子电池非水电解液具有长循环寿命，同时电池的高低温性能优异。这种效果是目前现有的非水电解液不能实现的。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、置于所述正极与负极之间的隔膜和锂离子电池非水电解液；所述正极的活性物质包括LiFePO4；所述锂离子电池非水电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂；所述添加剂至少包括(A)碳酸亚乙烯酯，同时还包括：(B)结构式1所示的化合物与(C)氟苯中的至少一种；
其中n为1～3的自然数，R1、R2、R3、R4分别独立地选自氢原子、氟原子、碳原子数为1～6的烷基中的一种。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂(A)占所述电解液总重量的0.2％～5％，优选0.5％～3％。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂(B)占所述电解液总重量的0.1％～5％，优选0.5％～3％。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述添加剂(C)占所述电解液总重量的0.1％～20％，优选1％～10％。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述结构式1所示的化合物为硫酸乙烯酯或1,3-丙二醇硫酸酯。
6.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述非水有机溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸二乙酯、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯或四氢呋喃中的一种或多种。
7.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3或LiN(SO2F)2中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1-5任一项所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极的活性物质为人造石墨。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018006565A1 (zh) * 2016-07-08 2018-01-11 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种使用非水电解液的锂离子电池
CN110148776A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 广州天赐高新材料股份有限公司 一种降低电池阻抗的锂二次电池电解液及锂二次电池
CN112635826A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 远景动力技术(江苏)有限公司 电解液添加剂、电解液及锂离子电池
CN112952184A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 使用电解质锂化金属阳极的方法
US11139506B2 (en) 2017-05-17 2021-10-05 Lg Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
CN113851637A (zh) * 2021-08-23 2021-12-28 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种多官能团电解液添加剂、含该添加剂的电解液和锂离子电池
CN113903996A (zh) * 2021-09-28 2022-01-07 蜂巢能源科技有限公司 一种电解液体系及其应用
CN114122491A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
CN114122495A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
WO2023050767A1 (zh) * 2021-09-28 2023-04-06 蜂巢能源科技股份有限公司 一种二次注液方法及其应用
US11961959B2 (en) 2017-07-31 2024-04-16 Tesla, Inc. Battery systems based on lithium difluorophosphate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023199942A1 (ja) * 2022-04-15 2023-10-19 株式会社Ｇｓユアサ 非水電解質蓄電素子

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015056312A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 三菱化学株式会社 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
CN104766995A (zh) * 2015-03-31 2015-07-08 宁德新能源科技有限公司 一种电解液添加剂及其在锂离子电池中的应用
CN105552439A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种快速充电的锂离子电池电解液
CN105576283A (zh) * 2016-02-03 2016-05-11 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种兼顾高低温性能的高电压电解液及使用该电解液的锂离子电池

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3760540B2 (ja) * 1996-12-25 2006-03-29 三菱化学株式会社 リチウム二次電池用電解液
JP4092618B2 (ja) * 2001-12-26 2008-05-28 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 非水電解質二次電池
JP2005011762A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Tdk Corp リチウムイオン二次電池
WO2005074067A1 (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Ube Industries, Ltd. 非水電解液およびリチウム二次電池
CN101286573A (zh) * 2007-04-09 2008-10-15 比亚迪股份有限公司 一种电解液及含有该电解液的锂离子二次电池
JP2013218967A (ja) * 2012-04-11 2013-10-24 Panasonic Corp 非水電解質および非水電解質二次電池
WO2013188594A2 (en) * 2012-06-12 2013-12-19 A123 Systems, LLC Non-aqueous electrolytic rechargeable batteries for extended temperature range operation
JP2014170689A (ja) * 2013-03-04 2014-09-18 Mitsui Chemicals Inc 非水電解液及びリチウム二次電池
JP6664148B2 (ja) * 2014-09-29 2020-03-13 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池
JP2016085836A (ja) * 2014-10-24 2016-05-19 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池用非水電解液及びリチウムイオン二次電池
KR20160055083A (ko) * 2014-11-07 2016-05-17 에이일이삼 시스템즈, 엘엘씨 넓은 온도 범위 사이클링에서 가스 발생이 적은 전해질 제제
CN109585921B (zh) * 2015-07-09 2021-12-14 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN105355970B (zh) * 2015-12-16 2018-01-12 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种三元正极材料锂离子电池电解液及三元正极材料锂离子电池
CN105633465A (zh) * 2016-03-09 2016-06-01 华南师范大学 一种含硫酸乙烯酯添加剂的高压功能电解液及其制备与应用
CN105977525A (zh) * 2016-07-08 2016-09-28 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种使用非水电解液的锂离子电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015056312A (ja) * 2013-09-12 2015-03-23 三菱化学株式会社 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
CN104766995A (zh) * 2015-03-31 2015-07-08 宁德新能源科技有限公司 一种电解液添加剂及其在锂离子电池中的应用
CN105552439A (zh) * 2015-12-16 2016-05-04 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种快速充电的锂离子电池电解液
CN105576283A (zh) * 2016-02-03 2016-05-11 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种兼顾高低温性能的高电压电解液及使用该电解液的锂离子电池

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018006565A1 (zh) * 2016-07-08 2018-01-11 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种使用非水电解液的锂离子电池
US11139506B2 (en) 2017-05-17 2021-10-05 Lg Chem, Ltd. Non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
US11799132B2 (en) 2017-05-17 2023-10-24 Lg Energy Solution, Ltd. Non-aqueous electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
US11961959B2 (en) 2017-07-31 2024-04-16 Tesla, Inc. Battery systems based on lithium difluorophosphate
CN110148776A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 广州天赐高新材料股份有限公司 一种降低电池阻抗的锂二次电池电解液及锂二次电池
CN112952184A (zh) * 2019-12-11 2021-06-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 使用电解质锂化金属阳极的方法
CN114122495A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
CN114122491A (zh) * 2020-08-31 2022-03-01 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池
CN112635826B (zh) * 2020-11-30 2022-09-30 远景动力技术(江苏)有限公司 电解液添加剂、电解液及锂离子电池
CN112635826A (zh) * 2020-11-30 2021-04-09 远景动力技术(江苏)有限公司 电解液添加剂、电解液及锂离子电池
CN113851637A (zh) * 2021-08-23 2021-12-28 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种多官能团电解液添加剂、含该添加剂的电解液和锂离子电池
CN113903996A (zh) * 2021-09-28 2022-01-07 蜂巢能源科技有限公司 一种电解液体系及其应用
WO2023050767A1 (zh) * 2021-09-28 2023-04-06 蜂巢能源科技股份有限公司 一种二次注液方法及其应用

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Publication number Publication date
WO2018006565A1 (zh) 2018-01-11
JP2019515444A (ja) 2019-06-06
JP6751158B2 (ja) 2020-09-02
US20200303774A1 (en) 2020-09-24

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