CN106328993A - 一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液 - Google Patents

一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液 Download PDF

Info

Publication number
CN106328993A
CN106328993A CN201510341927.6A CN201510341927A CN106328993A CN 106328993 A CN106328993 A CN 106328993A CN 201510341927 A CN201510341927 A CN 201510341927A CN 106328993 A CN106328993 A CN 106328993A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
ion battery
lithium ion
lithium
iron phosphate
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.)
Pending
Application number
CN201510341927.6A
Other languages
English (en)
Inventor
廖静
钱龙
饶睦敏
李瑶
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.)
Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen OptimumNano Energy Co 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 Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd filed Critical Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Priority to CN201510341927.6A priority Critical patent/CN106328993A/zh
Publication of CN106328993A publication Critical patent/CN106328993A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • 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)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请提供一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液。所述锂离子电池的电解液，其包括锂盐、非水有机溶剂以及至少含有1，3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯以及嘧啶结构化合物的添加剂。所述磷酸铁锂电池包括：正极片；负极片；间隔于相邻正负极片之间的PP/PE复合隔膜；以及电解液，所述电解液为根据本申请第一方面的所述的锂离子电池的电解液。本申请提供的电解液，能提高电解液的离子电导率，改善磷酸铁锂电池高倍率条件下的循环性能。

Description

一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液
【技术领域】
本发明涉及一种二次电池，尤其涉及一种磷酸铁锂动力电池及其电解液
【背景技术】
磷酸铁锂电池无论从电化学性能，包括可逆容量、稳定性、安全性、循环性和大电流放电能力，还是到原材料的价格，都优于其他类电池。尤其是循环性能，磷酸铁锂电池1C循环2000次容量保持率可以达到80％以上，远高于钴酸锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池。然而随着市场的发展与变化，人们对锂离子电池也提出了越来越高的要求，高比功率、快速充电和深度放电，成为了锂离子电池发展的主流方向，同样，对与之匹配的电解液也有了更高的要求。
目前的电解液电导率低是锂离子电池极化发生的主要原因。在一般温度范围内，锂离子电池用电解液的电导率只有水溶液的百分之一。因此，锂离子电池在大电流放电时，来不及从电解液中补充Li+，会发生极化现象。提高电解液的导电能力是改善锂离子蓄电池大电流放电能力的关键因素。
【发明内容】
本发明针对以上问题，提供一种具有高离子电导率性的锂离子电池电解液，满足磷酸铁锂电池的高倍率循环性能。
为了实现上述目的，在本申请的第一方面，本申请提供一种锂离子电池的电解液，其包括锂盐、非水有机溶剂、以及至少含有碳酸亚乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、烷基腈类有机物的添加剂。
优选的，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiODFB中的至少一种，且浓度1.0-1.5mol/L。
优选的，所述非水有机溶剂包括链状羧酸酯、环状乙烯脂。
优选的，所述链状酸酯是指甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种，所述的环状乙烯脂是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的至少一种。
优选的，碳酸亚乙烯酯在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
优选的，1，3-丙磺酸内酯在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
优选的，氟代碳酸乙烯酯在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
优选的，烷基腈类有机物在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
在本申请的第二方面，本申请提供一种锂离子电池，其包括：正极片；负极片；间隔于正负极片之间的隔膜；以及电解液，所述电解液为根据本申请第一方面的所述的磷酸铁锂锂离子电池的高倍率电解液。
【附图说明】
图1是采用非水有机溶剂3C倍率下的循环性能曲线图
图2是采用非水有机溶剂6C倍率下的循环性能曲线图
【具体实施方式】
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
下述实施例和对比例中用于测试的电池均是磷酸铁锂电池。
所述的磷酸铁锂电池通过以下方式组装得到：
正极用D50为500～800nm的纳米级磷酸铁锂LFP、SUPER-P、KS-6、PVDF以一定的质量比组成，负极用人造石墨、SUPER-P、LA133以一定的质量比组成，正、负极通过双行星搅拌机分散均匀后，然后进行涂布、辊压、制片得到一定宽度和厚度的电极。然后通过卷绕、入壳、底部点焊、激光焊接盖帽、烘烤、注液、封口最终完成电池的制作，并采用化成柜化成，高温老化、分容等其他测试设备进行电化学性能测试。
实施例1：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.30％、18％、44％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、1％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为73.2％。
实施例2：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、18％、43％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为75.0％。
实施例3：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：15.20％、20％、45％、11.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.25mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为77.8％。
实施例4：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、18％、43％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.3％、2.3％、2.5％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.25mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为82.5％。
实施例5：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：12.20％、18％、49％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.0％、2.3％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.3mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为83.2％。
实施例6：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、21％、40％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.3mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为87％。
实施例7：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、EF、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、21％、40％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.3mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为85％。
对比例1：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.30％、19％、44％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为70.5％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液，包括锂盐、非水有机溶剂，其特征在于，所述锂离子电池的电解液还包括至少含有碳酸亚乙烯酯、1，3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、烷基腈类有机物的添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液，其特征在于，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiODFB中的至少一种，且浓度1.0-1.5mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液，其特征在于，所述的非水有机溶剂包括链状羧酸酯、环状乙烯脂。
4.根据权利要求3所述的一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液，其特征在于，所述的链状羧酸酯是指甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种，所述的环状乙烯脂是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液，其特征在于，
所述的碳酸亚乙烯酯在锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液，其特征在于，
所述的1，3-丙磺酸内酯在锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液，其特征在于，
所述的氟代碳酸乙烯酯在锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液，其特征在于，
所述的烷基腈类有机物在锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。
9.一种锂离子电池，包括：
磷酸铁锂正极片，
石墨类负极片，
PP/PE隔膜，
电解液
其特征在于，所述电解液为权利要求1-8中任一项所述的锂离子电池的电解液。
CN201510341927.6A 2015-06-17 2015-06-17 一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液 Pending CN106328993A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510341927.6A CN106328993A (zh) 2015-06-17 2015-06-17 一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510341927.6A CN106328993A (zh) 2015-06-17 2015-06-17 一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106328993A true CN106328993A (zh) 2017-01-11

Family

ID=57733050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510341927.6A Pending CN106328993A (zh) 2015-06-17 2015-06-17 一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106328993A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106848393A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 深圳市沃特玛电池有限公司 一种高能量密度锂电池电解液
CN112151871A (zh) * 2020-09-28 2020-12-29 苏州酷卡环保科技有限公司 一种高温锂离子电池的化成方法
EP3998657A4 (en) * 2019-09-13 2022-11-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha ANHYDROUS ELECTROLYTE SOLUTION AND SECONDARY BATTERY WITH ANHYDROUS ELECTROLYTE

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005032714A (ja) * 2003-06-16 2005-02-03 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウムイオン二次電池
CN102332607A (zh) * 2011-03-22 2012-01-25 东莞新能源科技有限公司 一种非水性二次锂电池用电解液
CN102394314A (zh) * 2011-11-30 2012-03-28 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池电解液及锂离子二次电池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005032714A (ja) * 2003-06-16 2005-02-03 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウムイオン二次電池
CN102332607A (zh) * 2011-03-22 2012-01-25 东莞新能源科技有限公司 一种非水性二次锂电池用电解液
CN102394314A (zh) * 2011-11-30 2012-03-28 天津力神电池股份有限公司 一种锂离子电池电解液及锂离子二次电池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106848393A (zh) * 2017-01-20 2017-06-13 深圳市沃特玛电池有限公司 一种高能量密度锂电池电解液
EP3352276A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-25 Optimum Battery Co., Ltd. Electrolyte for lithium ion battery and lithium ion battery including the same
EP3998657A4 (en) * 2019-09-13 2022-11-02 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha ANHYDROUS ELECTROLYTE SOLUTION AND SECONDARY BATTERY WITH ANHYDROUS ELECTROLYTE
US11843092B2 (en) 2019-09-13 2023-12-12 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN112151871A (zh) * 2020-09-28 2020-12-29 苏州酷卡环保科技有限公司 一种高温锂离子电池的化成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104269576B (zh) 一种电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN103078140B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
JP6428631B2 (ja) 二次電池用非水電解液及びリチウムイオン二次電池
CN109546219A (zh) 一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN111416145B (zh) 锂离子电池
CN107508000A (zh) 锂离子电池电解液和锂离子电池
CN106848404A (zh) 一种锂离子电池电解液用功能添加剂、锂离子电池电解液及锂离子电池
KR20160085783A (ko) 고전압 리튬 이온 전지의 전해액 및 고전압 리튬 이온 전지
CN108321434A (zh) 一种高电压锂离子电池电解液
CN108028427A (zh) 非水电解液用添加剂、非水电解液以及蓄电设备
CN104617333A (zh) 一种非水电解液及锂离子二次电池
CN105826600A (zh) 一种锂离子电池用非水电解质溶液及其锂离子电池
WO2013051635A1 (ja) 電池及び非水電解液
CN105226324B (zh) 一种高电压电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN105680088A (zh) 一种高电压锂离子二次电池用非水电解质溶液及高电压锂离子电池
CN105811004A (zh) 一种可用于锂离子电池的凝胶电解质
CN105261791A (zh) 一种超高温型高电压锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN103078138A (zh) 高压锂离子电池及其电解液
CN105789611A (zh) 一种兼顾电池高低温循环性能的电解液及锂离子电池
CN108682889A (zh) 一种锂离子电池高电压电解液及其应用
WO2015046171A1 (ja) 二次電池用非水電解液およびリチウムイオン二次電池
CN108390098A (zh) 一种高电压锂离子电池电解液及高电压锂离子电池
CN105762413A (zh) 一种锂离子电池用非水电解质溶液及采用该电解液的锂离子电池
WO2020135584A1 (zh) 一种电池电解液正极成膜添加剂及使用该添加剂的电解液和锂离子电池
CN106328993A (zh) 一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170111