CN106058317B - 锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备 - Google Patents

锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN106058317B
CN106058317B CN201610664851.5A CN201610664851A CN106058317B CN 106058317 B CN106058317 B CN 106058317B CN 201610664851 A CN201610664851 A CN 201610664851A CN 106058317 B CN106058317 B CN 106058317B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
lithium
carbonate
additive
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610664851.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106058317A (zh
Inventor
邹啸天
黄保宁
罗炳财
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lenovo Beijing Ltd
Original Assignee
Lenovo Beijing Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lenovo Beijing Ltd filed Critical Lenovo Beijing Ltd
Priority to CN201610664851.5A priority Critical patent/CN106058317B/zh
Publication of CN106058317A publication Critical patent/CN106058317A/zh
Priority to US15/588,241 priority patent/US20180048020A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN106058317B publication Critical patent/CN106058317B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括：溶剂和添加剂；所述溶剂包括：丙酸丙酯；以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意两种或三种；所述添加剂包括：硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3‑丙基磺酸内酯和氟苯。本发明通过采用上述特定组分的电解液，制备的锂离子电池，在4.40V或4.45V下使用性能稳定，且能量密度能够达到750Wh/L以上，循环寿命可以达到800次以上，容量保持率大于80％，显著提高了新一代高电压及高能量密度聚合物锂离子电池的使用寿命。

Description

锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备。
背景技术
锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入碳中形成负极(传统锂电池用锂或锂合金作负极)；正极材料用LixCoO2，或LixNiO2和LixMnO4；电解液用LiPF6、二乙烯碳酸酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)混合电解液。
由于负极材料无毒，资源充足；同时锂离子嵌入碳中，克服了锂的高活性，解决了传统锂电池存在的安全问题；并且正极材料LixCoO2在充、放电性能和寿命上均能达到较高水平，使锂离子电池的成本降低，综合性能大幅提升，因此锂离子电池得到越来越广泛的应用。
根据锂离子电池所用电解质材料的不同，锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。其中，聚合物锂离子电池由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，以及小型化、轻量化的特点，因此在智能手机领域得到较为广泛的应用。
但是目前，智能手机用高电压及高能量密度聚合物锂离子电池产品只能满足500次循环，容量保持率大于80％的水平。且能量密度远低于680Wh/L。无法满足对能量密度及长循环寿命要求越来越高的智能手机需求。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备，采用该电解液制备的锂离子电池具有较高的能量密度。
本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括：
溶剂和添加剂；
所述溶剂包括：
丙酸丙酯；
以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意两种或三种；
所述添加剂包括：
硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯和氟苯。
优选的，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯和碳酸丙烯酯。
优选的，以溶剂含量为100％计，所述碳酸乙烯酯的体积含量为10％～50％；所述碳酸二乙酯的体积含量为10％～50％；所述丙酸丙酯的体积含量为10％～50％；所述碳酸丙烯酯的体积含量为10％～50％。
优选的，所述溶剂包括：
优选的，所述添加剂还包括：
碳酸亚乙烯酯和/或丁二腈。
优选的，所述添加剂包括：
硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯、氟苯、碳酸亚乙烯酯和丁二腈。
优选的，以电解液总量为100％，所述添加剂以质量含量计，所述添加剂包括：
优选的，所述添加剂包括：
本发明还提供了一种锂离子电池，包括上述锂离子电池电解液。
优选的，所述锂离子电池的铜集流体底涂材料为碳黑、丁苯胶乳和羟甲基纤维素。
优选的，所述锂离子电池的负极为石墨。
本发明还提供了一种电子设备，包括上述锂离子电池。
与现有技术相比，本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括：溶剂和添加剂；所述溶剂包括：丙酸丙酯；以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意两种或三种；所述添加剂包括：硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯和氟苯。本发明通过采用上述特定组分的电解液，制备的锂离子电池，在4.40V或4.45V下使用性能稳定，且能量密度能够达到750Wh/L以上，循环寿命可以达到800次以上，容量保持率大于80％，显著提高了新一代高电压及高能量密度聚合物锂离子电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例1的循环性能图；
图2是本发明实施例1的高温下储存厚度变化率曲线图；
图3是本发明实施例1的残余容量与恢复容量图。
具体实施方式
本发明提供了一种锂离子电池电解液，包括：
溶剂和添加剂；
所述溶剂包括：
丙酸丙酯；
以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意两种或三种；
所述添加剂包括：
硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯和氟苯。
本发明通过采用上述特定组分的电解液，制备的锂离子电池，在4.40V或4.45V下使用性能稳定，且能量密度能够达到750Wh/L以上，循环寿命可以达到800次以上，容量保持率大于80％，显著提高了新一代高电压及高能量密度聚合物锂离子电池的使用寿命。
以溶剂含量为100％计，所述丙酸丙酯(PP)的体积含量优选为10％～50％，更优选为10％～30％，在本发明的某些具体实施例中，所述体积含量为20％、30％或40％。
以溶剂含量为100％计，所述碳酸乙烯酯(EC)的体积含量优选为10％～50％，更优选为10％～30％，在本发明的某些具体实施例中，所述体积含量为20％、30％或40％。
以溶剂含量为100％计，所述碳酸二乙酯(DEC)的体积含量优选为10％～50％，更优选为10％～30％，在本发明的某些具体实施例中，所述体积含量为20％、30％或40％。
以溶剂含量为100％计，所述碳酸丙烯酯(PC)的体积含量优选为10％～50％，更优选为10％～30％，在本发明的某些具体实施例中，所述体积含量为20％、30％或40％。
上述体积含量即体积百分数。
所述溶剂可以包括：
丙酸丙酯；
以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意两种或三种。
优选包括：
碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯和碳酸丙烯酯。
上述溶剂各组分体积含量总和为100％。
本发明采用丙酸丙酯(PP)，与环状碳酸酯EC(碳酸乙烯酯)、链状碳酸酯DEC(碳酸二乙酯)和碳酸丙烯酯(PC)溶剂混合使用的电解液溶剂体系，可以改善电解液对石墨负极材料的浸润性，并且具有更高的介电常数，降低负极嵌锂阻抗，提高电导率，且具有较好的工作温度窗口范围，显著提高了电池循环性能的稳定性。
同时，其与石墨负极材料的相容性可显著提高，且在石墨负极表面可以形成更加稳定的SEI膜，使得电池的电化学稳定性增加，氧化电位大大提高。
所述添加剂包括：
硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯和氟苯。
优选的，所述添加剂还包括：碳酸亚乙烯酯和/或丁二腈。
本发明所述的添加剂中，不局限于上述碳酸亚乙烯酯，丁二腈，也可以替换为其他类似的添加剂，如VEC(碳酸乙烯亚乙酯)、多氰基类添加剂、含其它官能团的腈类添加剂等。
实验结果表明，采用碳酸亚乙烯酯和/或丁二腈的技术方案，获得的技术效果最优，与其余添加剂以及溶剂组合使用，能够最大限度的提高电池循环寿命、能量密度以及高温存储稳定性。
作为本发明的优选实施例，所述添加剂包括：硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯、氟苯、碳酸亚乙烯酯和丁二腈。
其中，所述硫酸乙烯酯的含量优选为0.1％～1.5％，更优选为0.5％～1.0％。
本发明在电解液中添加DTD(硫酸乙烯酯)，其可以在负极材料表面优先EC被分解，形成离子导电性良好的有机磺酸盐，显著降低负极石墨表面界面阻抗，降低电池内阻，显著提高了电池循环性能。
所述氟代碳酸乙烯酯的含量优选为2％～10％，更优选为4％～8％。
本发明在电解液中添加FEC(氟代碳酸乙烯酯)添加剂，可以在石墨负极材料表面开环聚合，形成更薄的SEI膜，显著提高电池循环寿命。
所述碳酸亚乙烯酯的含量优选为0.1％～1％，更优选为0.3％～0.7％。
本发明在电解液中添加VC(碳酸亚乙烯酯)，可以在石墨负极材料表面形成更稳定和致密的SEI膜，显著提高电池循环寿命。
所述丁二腈的含量优选为1％～4％，更优选为2％～4％。
所述己二腈的含量优选为1％～4％，更优选为2％～4％。
所述乙二醇(双丙腈)醚的含量优选为1％～4％，更优选为2％～3％。
所述1,3-丙基磺酸内酯的含量优选为1％～5％，更优选为2％～3％。
所述氟苯的含量优选为2％～10％，更优选为4％～8％。
上述含量均为质量含量。
本发明添加的上述SN(丁二腈)，DENE-乙二醇(双丙腈)醚，PS(1,3-丙磺内酯)，可在高电压正极钴酸锂表面形成隔离保护层，CN基团会与高氧化态的Co发生络合，以保证正极表面的电荷平衡，能够有效抑制Co溶出和电解液在正极上的分解，显著改善高电压下电池的性能稳定性和高温贮存性能，以及循环寿命的稳定性，大大提高了锂离子电池的使用寿命。
本发明对所述电解液的锂盐并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的适用于电解液的锂盐。
本发明优选为六氟磷酸锂(LiPF6)。所述六氟磷酸锂的含量优选为1.0～1.3mol/L。
所述锂盐还可以包括二(三氟甲基磺酰)锂(LiTFSI)或双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)。其含量优选为0.1～0.5mol/L。
采用LiPF6混合LiTFSI或LiFSI锂盐，改善了石墨负极界面阻抗，使SEI(固体电解质界面膜)更加稳定，显著提高了电池的循环寿命。
本发明提供的上述锂离子电池电解液优选应用于聚合物锂离子电池，更优选应用于高电压及高能量密度的聚合物锂离子电池。
本发明还提供了一种锂离子电池，包括上述锂离子电池电解液。
所述锂离子电池优选为聚合物锂离子电池。
本发明优选的，所述锂离子电池的铜集流体底涂材料为碳黑(SP)、丁苯胶乳(SBR)和羟甲基纤维素(CMC)。所述底涂的厚度优选为0.5～2μm。
本发明通过碳黑SP+粘结剂SBR+分散剂CMC涂层进行铜箔集流体底涂，可以大大提高石墨负极材料在铜箔集流体的粘结性，降低高电压下石墨负极的电化学阻抗，降低负极嵌锂阻抗，另外，铜箔底涂可以抑制由于循环膨胀导致的粘结性变差问题，可显著提高电池循环寿命。
本发明对上述电池的负极材料、正极材料、隔膜并无特殊限定，可以为本领域技术人员熟知的负极材料、正极材料、隔膜。
优选的，所述负极材料为石墨。更优选为压实密度1.70～1.85g/cm3的人造石墨。
作为另外的优选实施例，所述负极材料包括：
石墨、SiOx和导电剂。
所述石墨优选为人造石墨，更优选为二次颗粒混合单晶颗粒的纯人造石墨。
所述SiOx即硅氧化物，优选为单质Si与SiO2均匀分散的三维网状复合材料。其中，x优选为0.5～1.5，在本发明的某些具体实施例中，所述x为0.8或1.1。
所述SiOx的含量优选为10wt％～50wt％，更优选为10wt％～30wt％，在本发明的某些具体实施例中，所述含量为10wt％。
所述导电剂优选为碳纳米纤维(VGCF)和/或碳纳米管(CNT)。
所述导电剂的含量优选为1wt％～5wt％，更优选为1wt％～3wt％，在本发明的某些具体实施例中，所述含量为1wt％。
本发明通过在石墨中混合SiOx，同时添加VGCF(纳米碳纤维)和/或CNT(纳米碳管)导电剂，制备得到负极材料，能够提高负极材料的克比容量至600～1500mAh/g，且由于有VGCF、CNT的纤维状纳米碳管导电网络，增强了C+SiOx负极的电子传导性，降低了循环过程中由于膨胀引起的阻抗变化，大大提高了电池的循环寿命。
优选的，所述聚合物锂离子电池采用以下隔膜：
所述隔膜包括隔膜基底；
复合在所述隔膜基底表面的水性功能层，所述水性功能层具有多个微孔，所述水性功能层具有粘性。
本发明采用上述隔膜，不会在循环过程中发生局部析锂现象，电池极组也不会在循环过程中发生形变和较大的膨胀现象，有利于循环寿命的稳定性。同时，隔膜的热收缩性能有所改善，且结合水性功能层的粘性等作用，将隔膜与电极很好地粘结在一起，在安全测试过程中或电池被针刺\挤压\扭曲\弯折等滥用时，或长期在高温环境下使用时，电池的安全性能可以大大提高。
本发明优选的，所述多个微孔均匀分布，能使锂离子良好地传导。所述水性功能层，可以使电池内部电极与隔膜之间产生粘结，其还可以具有耐热层。
在本发明中，隔膜或隔离膜上复合的水性功能层具有大量的微孔通道，同时具有粘性，可以使电池内部电极与隔离膜之间产生粘结，电极不会发生形变且界面不会产生空隙，不影响锂离子传导的通道，不会在循环过程中发生局部析锂现象，电池极组也不会在循环过程中发生形变和较大的膨胀现象，有利于循环寿命的稳定性。
在本发明中，所述水性功能层是以能分散在水中的原料制备而成的，其具有大量的微孔通道，对电池制备过程中的热压或注液后陈化工艺不需要过多的要求和管控，无需担心电解液对粘结层的溶解和堵孔，电池的循环性能更加稳定可靠,安全性能更好。另外，由于是用水分散原料，不是油性溶剂如丙酮溶解原料，本发明实施例中水性功能层的多个微孔分布均匀，且不容易被电解液堵死，不影响锂离子传导的通道，在改善电池循环性能一致性与可靠性的同时，也对环境无污染。
在本发明的优选实施例中，所述水性功能层具有耐热性，在用于电池如聚合物锂离子电池时，能改善隔膜的热收缩性能。本发明实施例提供的隔膜用于聚合物锂离子电池，在安全测试过程中或电池被针刺\挤压\扭曲\弯折等滥用时，或长期在高温环境温度下使用时，内部电极与隔离膜不容易发生错位短路，隔离膜不容易被拉伤短路，即使内部发生短路，隔离膜的热缩面积不容易扩大，电池的安全性能可以大大提高。
所述水性功能层优选包括无机纳米陶瓷层和水性功能粘结剂层；
所述隔膜基底具有第一表面和与所述第一表面相背的第二表面；
所述第一表面复合有所述无机纳米陶瓷层；所述第二表面复合有所述水性功能粘结剂层；
或者所述无机纳米陶瓷层和水性功能粘结剂层均复合在所述隔膜基底至少一个表面；
或者；
所述水性功能层为由包括无机纳米陶瓷和水性功能粘结剂的混合物料制成的混合材料层；所述隔膜基底至少一个表面复合有混合材料层。
所述复合可以为层叠复合。
所述无机纳米陶瓷优选为Al2O3纳米陶瓷和Mg(OH)2纳米陶瓷中的一种或多种。
所述水性功能粘结剂优选为水性功能粘结剂AFL、PVDF和PMMA中的一种或多种。
所述无机纳米陶瓷层的厚度优选为2～5μm，所述水性功能粘结剂层的厚度优选为0.5～2μm。
所述混合材料层的厚度为1～5μm。
在本发明实施例中，由于无机纳米陶瓷材料具有良好的耐热性，隔膜的热收缩性能显著改善，且结合水性功能粘结剂层，将隔膜与电极很好地粘结在一起，在安全测试过程中或电池被针刺\挤压\扭曲\弯折等滥用时，或长期在高温环境温度下使用时，内部电极与隔膜不容易发生错位短路，隔膜不容易被拉伤短路，即使内部发生短路，隔膜的热缩面积不容易扩大，电池的安全性能可以大大提高。另外，本发明隔膜上形成的水性层具有大量的微孔通道，同时对电池制备过程中的热压或注液后陈化工艺不需要过多的要求和管控，无需担心电解液对粘结剂层的溶解和堵孔，电池的循环性能更加稳定可靠,安全性能更好，也对环境无污染。
本发明采用上述锂离子电池隔膜能使电池循环性能更加稳定可靠，安全性能更好，利于应用。
实验结果表明，本发明通过采用上述特定组分的电解液，制备的锂离子电池，在4.40V或4.45V下使用性能稳定，且能量密度能够达到750Wh/L以上，循环寿命可以达到800次以上，容量保持率大于80％，显著提高了新一代高电压及高能量密度聚合物锂离子电池的使用寿命。
本发明还提供了一种电子设备，包括上述锂离子电池。
上述电子设备可以为本领域技术人员熟知的电子设备，如智能手机、电子计算机以及由电子计算机控制的机器人、数控或程控系统等。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的锂离子电池电解液以及锂离子电池进行详细描述。
实施例1
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.70g/cm3；
电解液溶剂为：30％EC(碳酸乙烯酯)、30％DEC(碳酸二乙酯)、20％PP(丙酸丙酯)和20％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：0.5％DTD(硫酸乙烯酯)、5％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、0.5％VC(碳酸亚乙烯酯)、2％SN(丁二腈)、2％ADN(己二腈)、0.5％乙二醇(双丙腈)醚、3％PS(1,3-丙磺内酯)和4％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.10M LiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，三组平行测定，结果见表1和表2，表1为4.40V下的主要性能测试结果，表2为4.45V下的主要性能测试结果，上述测试检测方法及条件依据GB-31241。
由表1和表2可以看出，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
表1 4.40V下的主要性能测试结果
表2 4.45V下的主要性能测试结果
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，取3组平行测定，结果见图1，图1是本发明实施例1的循环性能图，由图1可以看出，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，结果见图2和图3，图2是本发明实施例1的高温下储存厚度变化率曲线图，由图2可以看出，本发明制备的聚合物锂离子电池，高温储存21天后，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。图3是残余容量与恢复容量图，由图3可以看出，残余容量大于80％，恢复容量大于90％。
实施例2
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：30％EC(碳酸乙烯酯)、20％DEC(碳酸二乙酯)、20％PP(丙酸丙酯)和30％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：0.1％DTD(硫酸乙烯酯)、6％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、0.1％VC(碳酸亚乙烯酯)、3％SN(丁二腈)、3％ADN(己二腈)、0.5％乙二醇(双丙腈)醚、4％PS(1,3-丙磺内酯)和5％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30M LiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例3
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：20％EC(碳酸乙烯酯)、30％DEC(碳酸二乙酯)、30％PP(丙酸丙酯)和20％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：1％DTD(硫酸乙烯酯)、5％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、1％VC(碳酸亚乙烯酯)、2％ADN(己二腈)、2％乙二醇(双丙腈)醚、3％PS(1,3-丙磺内酯)和3％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例4
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：20％EC(碳酸乙烯酯)、20％DEC(碳酸二乙酯)、30％PP(丙酸丙酯)和30％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：0.1％DTD(硫酸乙烯酯)、8％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、4％ADN(己二腈)、2％乙二醇(双丙腈)醚、1％PS(1,3-丙磺内酯)和10％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L，4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例5
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：30％EC(碳酸乙烯酯)、30％DEC(碳酸二乙酯)、20％PP(丙酸丙酯)和20％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：1.5％DTD(硫酸乙烯酯)、2％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、4％SN(丁二腈)、4％ADN(己二腈)、4％乙二醇(双丙腈)醚、5％PS(1,3-丙磺内酯)和10％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例6
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：50％DEC(碳酸二乙酯)、30％PP(丙酸丙酯)和20％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：0.5％DTD(硫酸乙烯酯)、6％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、0.5％VC(碳酸亚乙烯酯)、2％SN(丁二腈)、2％ADN(己二腈)、1％乙二醇(双丙腈)醚、3％PS(1,3-丙磺内酯)和5％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例7
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：30％EC(碳酸乙烯酯)、50％PP(丙酸丙酯)和20％PC(碳酸丙烯酯)混合溶剂；
添加剂为：1.0％DTD(硫酸乙烯酯)、2％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、0.1％VC(碳酸亚乙烯酯)、4％SN(丁二腈)、4％ADN(己二腈)、1％乙二醇(双丙腈)醚、2％PS(1,3-丙磺内酯)和2％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例8
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：20％EC(碳酸乙烯酯)、50％DEC(碳酸二乙酯)和30％PP(丙酸丙酯)混合溶剂；
添加剂为：0.1％DTD(硫酸乙烯酯)、10％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、1％VC(碳酸亚乙烯酯)、1％SN(丁二腈)、1％ADN(己二腈)、4％乙二醇(双丙腈)醚、5％PS(1,3-丙磺内酯)和10％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于80％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率低于6％，具有优异的高温储存稳定性。
实施例9
制备聚合物锂离子电池：
负极采用人造石墨，压实密度为1.85g/cm3；
电解液溶剂为：50％EC(碳酸乙烯酯)、30％DEC(碳酸二乙酯)和20％PP(丙酸丙酯)混合溶剂；
添加剂为：0.5％DTD(硫酸乙烯酯)、5％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)、0.5％VEC(碳酸乙烯亚乙酯)、1％SCT(多氰基类添加剂)、2％ADN(己二腈)、1％乙二醇(双丙腈)醚、3％PS(1,3-丙磺内酯)和4％氟苯混合；
电解液锂盐为：1.30MLiPF6；
铜集流体底涂材料为：碳黑、粘结剂SBR、分散剂CMC的混合涂料，涂层厚度0.5μm；
正极材料为：湖南杉杉钴酸锂LC9000E。
隔膜为韩国SK,PE 7μm。
将制备的聚合物锂离子电池进行电学性能测定，结果表明，该聚合物锂离子电池在4.40V与4.45V高电压下都可以具备性能稳定与提升的作用。
其能量密度达到4.40V体系大于700Wh/L,4.45V体系大于750Wh/L。
对其进行循环寿命测试，4.45-3.00V，25℃，0.7C/1C循环800次，电池循环800次后，容量保持率大于75％。
对制备的聚合物锂离子电池高温储存稳定性进行检测，60℃条件下储存21天，厚度变化率10％左右，具有优异的高温储存稳定性。
由上述实施例可知，本发明通过上述电解液制备的聚合物锂离子电池，具有较高的能量密度和长循环性能，以及高温储存稳定性。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括：
溶剂和添加剂；
所述溶剂包括：
丙酸丙酯；
以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意两种或三种；
所述添加剂由以下组分组成：
硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(双丙腈)醚、1,3-丙基磺酸内酯、氟苯、碳酸亚乙烯酯和丁二腈。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯和碳酸丙烯酯。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，以溶剂含量为100％计，所述碳酸乙烯酯的体积含量为10％～50％；所述碳酸二乙酯的体积含量为10％～50％；所述丙酸丙酯的体积含量为10％～50％；所述碳酸丙烯酯的体积含量为10％～50％。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述溶剂包括：
5.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，以电解液总量为100％，所述添加剂以质量含量计，由以下组分组成：
6.根据权利要求5所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂由以下组分组成：
7.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1～6任一项所述的锂离子电池电解液。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的铜集流体底涂材料为碳黑、丁苯胶乳和羟甲基纤维素。
9.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的负极为石墨。
10.一种电子设备，包括权利要求7～9任一项所述的锂离子电池。
CN201610664851.5A 2016-08-12 2016-08-12 锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备 Active CN106058317B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610664851.5A CN106058317B (zh) 2016-08-12 2016-08-12 锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备
US15/588,241 US20180048020A1 (en) 2016-08-12 2017-05-05 Lithium-ion polymer battery and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610664851.5A CN106058317B (zh) 2016-08-12 2016-08-12 锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106058317A CN106058317A (zh) 2016-10-26
CN106058317B true CN106058317B (zh) 2019-04-23

Family

ID=57481922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610664851.5A Active CN106058317B (zh) 2016-08-12 2016-08-12 锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106058317B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12125983B2 (en) 2018-09-21 2024-10-22 Ningde Amperex Technology Limited Electrolyte and electrochemical device including the same

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108808086B (zh) 2017-04-28 2020-03-27 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN108808084B (zh) 2017-04-28 2020-05-08 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN108808066B (zh) 2017-04-28 2020-04-21 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN108808065B (zh) 2017-04-28 2020-03-27 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN108933292B (zh) 2017-05-27 2020-04-21 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液和锂离子电池
CN109326824B (zh) 2017-07-31 2020-04-21 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN109326823B (zh) 2017-07-31 2020-04-21 深圳新宙邦科技股份有限公司 锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN107508000A (zh) * 2017-08-31 2017-12-22 广州鹏辉能源科技股份有限公司 锂离子电池电解液和锂离子电池
CN111740160B (zh) 2018-09-21 2022-04-15 宁德新能源科技有限公司 电解液和包含该电解液的电化学装置
CN112713304B (zh) * 2019-10-25 2022-12-06 上海比亚迪有限公司 电解液及具有该电解液的锂离子电池
CN112993401A (zh) * 2019-12-17 2021-06-18 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 一种二次电池
CN111162315B (zh) * 2019-12-20 2021-11-09 惠州亿纬创能电池有限公司 电解液及锂离子电池
CN111129498B (zh) * 2019-12-25 2024-09-10 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及包含其的电子装置
CN111048840B (zh) * 2019-12-27 2021-06-18 苏州凌威新能源科技有限公司 锂离子电池电解液以及锂离子电池
CN111106387B (zh) * 2019-12-30 2021-08-17 珠海冠宇电池股份有限公司 一种电解液及锂离子电池
CN113903996B (zh) * 2021-09-28 2022-12-09 蜂巢能源科技有限公司 一种电解液体系及其应用
CN113904071B (zh) * 2021-09-28 2023-05-26 蜂巢能源科技有限公司 一种二次注液方法及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104466248A (zh) * 2014-12-17 2015-03-25 东莞新能源科技有限公司 一种电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN104752769A (zh) * 2015-04-10 2015-07-01 宁德新能源科技有限公司 非水电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN104979589A (zh) * 2015-07-23 2015-10-14 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种高电压电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN105119014A (zh) * 2015-07-28 2015-12-02 珠海市赛纬电子材料有限公司 高电压电解液及高电压锂离子电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104466248A (zh) * 2014-12-17 2015-03-25 东莞新能源科技有限公司 一种电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN104752769A (zh) * 2015-04-10 2015-07-01 宁德新能源科技有限公司 非水电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN104979589A (zh) * 2015-07-23 2015-10-14 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种高电压电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN105119014A (zh) * 2015-07-28 2015-12-02 珠海市赛纬电子材料有限公司 高电压电解液及高电压锂离子电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12125983B2 (en) 2018-09-21 2024-10-22 Ningde Amperex Technology Limited Electrolyte and electrochemical device including the same
US12125982B2 (en) 2018-09-21 2024-10-22 Ningde Amperex Technology Limited Electrolyte and electrochemical device comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN106058317A (zh) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106058317B (zh) 锂离子电池电解液以及锂离子电池和电子设备
CN107732293B (zh) 类三明治结构固态聚合物电解质膜的制备方法及其在固态锂离子电池中的应用
CN109802174A (zh) 一种聚碳酸酯基聚合物电解质的制备及其应用
EP2541566A1 (en) Manufacturing method for long-lived negative electrode and capacitor battery adopting the same
CN107275553A (zh) 一种聚合物锂离子电池及其制备方法
CN102509639B (zh) 超级电容器
EP2541671A1 (en) Capacitor cell with high-specific-energy organic system
CN105304936A (zh) 一种锂离子二次电池
CN103165840B (zh) 锂二次电池的电极组件
CN111430793B (zh) 电解液及使用其的电化学装置和电子装置
US20180048020A1 (en) Lithium-ion polymer battery and electronic device
CN102969473A (zh) 有机/无机复合多孔薄膜及使用此薄膜的电化学储能装置
CN107017432A (zh) 非水电解液及锂离子电池
CN106602131A (zh) 锂离子电池
CN110828826A (zh) 一种电极极片及二次电池
JP2015516654A (ja) 電気化学電池用層システム
CN110518293A (zh) 一种固态锂离子电池的制备方法
CN107017433A (zh) 非水电解液及锂离子电池
CN104157466A (zh) 超级锂离子电容器及其制备方法
CN109119694A (zh) 含多重网络结构的锂电池
CN106972193A (zh) 一种高倍率快充锂离子电池的制备方法
CN108232292A (zh) 一种锂离子电池用电解液
WO2023232128A1 (zh) 一种正极片及锂离子电池
CN106410267A (zh) 高比能量硅基锂离子二次电池及其制备方法
WO2023207369A1 (zh) 锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant