CN106558728B - 一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池 - Google Patents
一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种锂离子电池非水电解液及包含该非水电解液的锂离子电池,所述非水电解液包括锂盐、非水溶剂以及添加剂,其特征在于,所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂,所述第一添加剂为本申请结构式(1)和/或结构式(2)所示结构的链状氟代碳酸酯,所述第二添加剂为本申请结构式(3)所示结构的环状二磺酸苯酯类化合物,利用本申请提供的非水电解液制备得到的锂离子电池,具有良好的高温存储性能以及耐高压性能。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池领域,尤其涉及一种锂离子电池非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池以其高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害以及体积小等优点从众多的电池种类中脱颖而出,广泛应用于手机、随时听、PDA、Notebook等众多电子产品中。
现有技术中公开了一种以硅基材料为负极材料的锂电池用电解液及锂离子电池,该电解液包括:锂盐、非水非水溶剂、成膜添加剂,其中,所述非水非水溶剂包括碳酸乙烯酯,所述成膜添加剂包括三(五氟苯基)硼烷(TPFPB),所述三(五氟苯基)硼烷的含量为所述电解液总重量的1%~7%。加入TPFPB主要目的是在负极材料表面形成稳定完整的SEI膜,减弱硅基材料作为负极材料时的硅的体积效应引起的粉化现象,且TPFPB会通过SEI膜释放出来自由移动的锂离子,这样就会抵消掉SEI膜的形成过程中消耗的部分锂离子,减少锂离子消耗,从而提高充放电效率和循环性能,但是添加量要大才能起到这样的效果,见专利CN103413969A。另外,现有技术还公开了通过向非水电解液中添加苯环上含有1-4个氟原子、具有一个氧原子直接与苯环结合的单磺酸酯基的磺酸苯酯化合物,能够有效改善锂电池的低温循环特性,但是其对锂电池的高温存储性能以及耐高压性能的提高不明显,见专利CN200880113625.1。也有专利公开了在非水电解液中添加环状磺酸酯化合物或二磺酸化合物或腈化物以及具有2个以上氟原子的氟代环状碳酸酯和第三种化合物,能够提高电池的循环特性,见专利CN201110138119.1,但是该方案中,氟代环状碳酸酯易发生氧化分解,当电池体系电压大于4.35V时,电解液体系会发生氧化分解,严重影响锂电池高压下的使用性能。还有专利公开了在非水电解液中添加磷腈结构的化合物以及环状二磺酸酯或链状二磺酸酯,能够有效提高锂电池的阻燃性能以及容量保持率,见专利CN201080049110.7,但是该方案不能提高非水电解液的耐高压性能和高温。
发明内容
针对上述技术问题,本发明提供了一种锂离子电池非水电解液,包括锂盐、非水溶剂以及添加剂,其特征在于,所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂,所述第一添加剂为式(1)和/或式(2)所示结构的链状氟代碳酸酯,所述第二添加剂为式(3)所示结构的环状二磺酸苯酯类化合物:
式(1),其中R1为碳原子数1-6的烷基,n1为1-6的整数;
式(2),其中R2为碳原子数1-6的烷基, n2为1-6的整数;
式(3),其中R为氟原子或腈基。
本发明同时提供了一种锂离子电池,包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液,电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜,其特征在于,所述非水电解液为本发明提供的非水电解液。
本发明的发明人在试验中偶然将本申请结构式(1) 和/或结构式(2)所示的第一添加剂链状氟代碳酸酯和本申请结构式(3)所示的第二添加剂二磺酸苯酯类化合物同时加入到锂离子电池电解液中,发现利用该电解液制备得到的电池,具有良好的高温存储性能以及耐高压性能,本申请的发明人推测其原因,可能是因为在将本申请结构式(1) 和/或结构式(2)所示的第一添加剂链状氟代碳酸酯和本申请结构式(3)所示的第二添加剂二磺酸苯酯类化合物同时加入到锂离子电池电解液中时,能够将锂离子电池在高温或者高压环境下产生的副反应很好的消除掉,并且对电池的其他性能不造成影响。
具体实施方式
现阶段,绝大多数的锂电池电解液体系只能在4.5v 及以下的电压下稳定使用,当工作电压达到4.5v 以上时,电解液体系会发生氧化分解进而使电池无法正常工作,因此,现有的电解液严重阻碍了高压正极材料的广泛应用,针对这一问题,本申请的发明人经过了长时间的探索和试验,一次偶然的试验过程中,本发明的发明人在试验中偶然将本申请结构式(1) 和/或结构式(2)所示的第一添加剂链状氟代碳酸酯和本申请结构式(3)所示的第二添加剂二磺酸苯酯类化合物同时加入到锂离子电池电解液中,发现利用该电解液制备得到的电池,具有良好的耐高压性能及高温存储性能。
根据本申请提供的锂离子电池非水电解液,其包括锂盐、非水溶剂以及添加剂,其特征在于,所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂,所述第一添加剂为式(1)和/或式(2)所示结构的链状氟代碳酸酯,所述第二添加剂为式(3)所示结构的环状二磺酸苯酯类化合物:
式(1),其中R1为碳原子数1-6的烷基,n1为1-6的整数;
式(2),其中R2为碳原子数1-6的烷基, n2为1-6的整数;
式(3),其中R3为氟原子或腈基。
根据本申请提供的锂离子电池非水电解液,优选地,所述第一添加剂为式(1) 所示结构的链状氟代碳酸酯:
式(1),其中R1为碳原子数1-6的烷基,n1为1-6的整数;进一步地,在该结构式所示的链状氟代碳酸酯中,R1优选为甲基,n1优选为1。此时,该结构的链状氟代碳酸酯的制备工艺简单、成本低,同时得到的非水电解液制备得到的电池具有较优的高温存储性能以及耐高压性能和循环性能。
根据本申请提供的锂离子电池非水电解液,优选地,以非水电解液的总质量为基准,所述链状氟代碳酸酯的含量为5~30wt% 。
根据本申请提供的锂离子电池非水电解液,优选地,以非水电解液的总质量为基准,所述环状二磺酸苯酯类化合物的含量为0.5%~5%。
本申请的发明人发现,将第一添加剂和第二添加剂的含量比控制在上述范围时,能够提高电解液体系的整体抗氧化性,降低高电压下电解液的氧化分解和并提高电解液耐高压性,制备得到的电池具有更高的稳定性。
根据本发明提供的锂离子电池非水电解液,在本发明所述的锂离子电池非水电解液中,对非水溶剂没有特殊限制,可以采用本领域技术人员常用的各种非水溶剂即可,例如可以选自羧酸酯类溶剂、碳酸酯类溶剂、腈类溶剂或酮类溶剂中的至少一种;优选情况下,所述非水溶剂选自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)、亚硫酸乙烯酯(ES)、亚硫酸丙烯酯(PS)、亚硫酸二乙酯(DES)、γ-丁内酯(BL)、二甲基亚砜(DMSO)、乙酸乙酯、乙酸甲酯中的一种或多种;进一步优选地,所述非水溶剂选自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)等碳酸酯中的一种或多种;优选地,所述非水溶剂为碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)三者的混合,且各物质的质量比满足碳酸甲乙酯(EMC):碳酸二甲酯(DMC):碳酸二乙酯(DEC)= 2:1:3~2:3:1。
根据本发明提供的锂离子电池非水电解液,优选地,所述非水电解液中还包括第三添加剂,所述第三添加剂为三甲基硅烷硼酸酯、三甲基硅烷磷酸酯中的1种或2种;本申请的发明人同时还发现,在所述非水电解液中添加三甲基硅烷硼酸酯、三甲基硅烷磷酸酯中的1种或2种时,能够使得电解液在高压下的稳定性更优,制备得到的电池,抗高温性能更好,高温下的存储性能和高压下的循环性能更优。
根据本发明提供的锂离子电池非水电解液,优选地,以非水电解液的总质量为基准,所述第三添加剂的含量为0.5%-2%。
根据本发明提出的锂离子电池非水电解液,所述锂盐为本领域技术人员常用的各种锂盐,例如可以选自六氟磷酸锂(LiPF6)、氯酸锂(LiClO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、高氯酸锂、六氟硅酸锂(LiSiF6)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、双乙二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、碘化锂(LiI)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)、双(三氟乙酰基)亚胺盐(Li(CF3CO2)2N)、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(Li(CF3SO2)2N)或双(五氟乙基磺酰)亚胺锂(Li(SO2C2F5)2N)中的一种或多种,锂盐的浓度为本领域常规的浓度,以重量百分计,锂盐的重量为所述电解液总重量的8.5-18.5wt%,优选情况下,本发明采用LiPF6作为锂盐,其浓度为8.5-18.5wt%,优选为10-16wt%。
本发明提供的锂离子电池非水电解液的制备方法,为本领域技术人员的常用方法,即将各组分(包括锂盐、非水溶剂和添加剂)混合均匀即可,对混合的方式和顺序本发明均没有特殊限定;优选情况下,各组分(包括锂盐、非水溶剂、各种添加剂)的混合在氩气手套中进行;本发明优选的方法是于氩气手套箱中将锂盐溶解于非水溶剂中,然后加入本发明所述的第一添加剂或第一添加剂与第二添加剂的混合,即得到非水电解液。
本发明还提供了一种锂离子电池,包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液,电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜,其特征在于,所述非水电解液为本发明提供的非水电解液。其中正极包括正极集流体以及位于正极集流体表面的正极材料,所述正极材料包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂,所述正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂可以为本领域常规使用的正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂,优选地,所述正极活性物质为LiNi0.5Mn1.5O4、LiNi1-xMnxO2、LiNi1-xCoxO2、LiNi1-y-z CoyMnzO2、LiNi1-y-z CoyAlzO2中的一种或多种,其中,0≤x≤1,y≥0,z≥0,y+z≤1;所述正极导电剂为乙炔黑、碳纳米管中的一种或多种,所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯;负极包括负极集流体以及位于负极集流体表面的负极材料,负极材料包括负极活性物质、负极粘结剂,所述负极材料还可以选择性的包括负极导电剂,该所述负极导电剂与正极导电剂可以相同也可以不相同,均为本领域常规使用的导电剂,所述负极活性物质、负极粘结剂可以为本领域常规使用的负极活性物质、负极粘结剂;例如负极活性物质可以为金属锂,锂铝合金、石墨及改性石墨、硬碳及改性硬碳等,优选地,所述负极活性物质为金属锂片。所述隔膜层为本领域常规使用的隔膜层。
本发明只涉及对现有锂离子电池的电解液的改进,对锂离子电池的其他组成和结构没有特殊的限制。
本发明的锂离子电池的制备方法为本领域公知的制备锂电池的方法,例如包括将所属制备好的正极和负极之间设置隔膜,卷绕或者折叠后构成电芯,将该电芯容纳在电池壳中,注入电解液,然后将电池壳密封即可制得锂离子电池。
本发明提供的锂离子电池非水电解液,具备较高的耐高压性能和较高的氧化分解电位,同时,利用该非水电解液制备得到的电池,具有良好的循环性能和充放电性能。
本发明提供的锂离子电池,具有较高的能量密度、首次充放电性能,以及具有良好的耐高压性和循环性能。
以下结合实施例对本发明的锂离子电池非水电解液及含有该非水电解液的锂离子电池作进一步说明。
实施例1
(1)非水电解液的制备:
在氩气手套箱中将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯按配比3:4:3配成的非水溶剂,然后加入浓度为1.1mol/L的LiPF6,再加入第一添加剂三氟丙烯碳酸酯 (本申请结构式(1)所示的链状氟代碳酸酯,其中R1为甲基,n为1)和第二添加剂氟代环状二磺酸苯酯(本申请结构式(3)所示的环状二磺酸苯酯类化合物,其中R2为氟原子),制备得到100重量份的锂离子电池非水电解液,记为C1;其中以非水电解液的总质量为基准,第一添加剂的含量为10重量份,第二添加剂的含量为1重量份。
(2)锂离子电池的制备:
将正极活性物质(LiNi0.5Mn1.5O4)、乙炔黑、聚偏氟乙烯按配比90: 5: 5混合均匀后压制于铝箔上,得到正极片;将金属锂片作为负极片;以PE/PP复合隔膜为离子交换膜,采用本实施例的非水电解液C1,采用本领域常规方法做成扣式电池S1。
实施例2
(1)非水电解液的制备:
在氩气手套箱中将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯按配比3:4:3配成的非水溶剂,然后加入浓度为1.1mol/L体积为100ml的LiPF6,再加入第一添加剂三氟代碳酸乙丙酯 (本申请结构式(1)所示的链状氟代碳酸酯,其中R1为乙基,n为1和第二添加剂环状二磺酸苯甲腈酯 (本申请结构式(3)所示的环状二磺酸苯酯类化合物,其中R2为腈基),制备得到100重量份的锂离子电池非水电解液,记为C2;其中以非水电解液的总质量为基准,第一添加剂的含量为10重量份,第二添加剂的含量为1重量份。
(2)锂离子电池的制备:
将正极活性物质(LiNi0.5Mn1.5O4)、乙炔黑、聚偏氟乙烯按配比90: 5: 5混合均匀后压制于铝箔上,得到正极片;将金属锂片作为负极片;以PE/PP复合隔膜为离子交换膜,采用本实施例的非水电解液C2,采用本领域常规方法做成扣式电池S2。
实施例3
(1)非水电解液的制备:
在氩气手套箱中将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯按配比3:4:3配成的非水溶剂,然后加入浓度为1.1mol/L体积为100ml的LiPF6,再加入第一添加剂 (本申请结构式(1)所示的链状氟代碳酸酯,其中R1为链状丙基,n为3)和第二添加剂 氟代环状二磺酸苯酯(本申请结构式(3)所示的环状二磺酸苯酯类化合物,其中R2为氟原子),制备得到100重量份的锂离子电池非水电解液,记为C3;其中以非水电解液的总质量为基准,第一添加剂的含量为10重量份,第二添加剂的含量为1重量份。
(2)锂离子电池的制备:
将正极活性物质(LiNi0.5Mn1.5O4)、乙炔黑、聚偏氟乙烯按配比90: 5: 5混合均匀后压制于铝箔上,得到正极片;将金属锂片作为负极片;以PE/PP复合隔膜为离子交换膜,采用本实施例的非水电解液C3,采用本领域常规方法做成扣式电池S3。
实施例4
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为10重量份,加入的第二添加剂的含量为1.5重量份;制备得到的非水电解液为C4,制备得到的电池为S4。
实施例5
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为5重量份,加入的第二添加剂的含量为1.5重量份;制备得到的非水电解液为C5,制备得到的电池为S5。
实施例6
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为5重量份,加入的第二添加剂的含量为1重量份;制备得到的非水电解液为C6,制备得到的电池为S6。
实施例7
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为15重量份,加入的第二添加剂的含量为2重量份;制备得到的非水电解液为C7,制备得到的电池为S7。
实施例8
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为20重量份,加入的第二添加剂的含量为3重量份;制备得到的非水电解液为C8,制备得到的电池为S8。
实施例9
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为25重量份,加入的第二添加剂的含量为4重量份;制备得到的非水电解液为C9,制备得到的电池为S9。
实施例10
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入的第一添加剂的含量为30重量份,加入的第二添加剂的含量为5重量份;制备得到的非水电解液为C10,制备得到的电池为S10。
实施例11
(1)非水电解液的制备:
在氩气手套箱中将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯按配比3:4:3配成的非水溶剂,然后加入浓度为1.1mol/L体积为100ml的LiPF6,再加入第一添加剂三氟丙烯碳酸酯(本申请结构式(1)所示的链状氟代碳酸酯,其中R1为甲基,n为1)和第二添加剂氟代环状二磺酸苯酯(本申请结构式(3)所示的环状二磺酸苯酯类化合物,其中R2为氟原子)以及第三添加剂双(三甲基)甲硅烷硼酸酯,制备得到100重量份的锂离子电池非水电解液,记为C11;其中以非水电解液的总质量为基准,第一添加剂的含量为10重量份,第二添加剂的含量为1重量份,第三添加剂的含量为0.5重量份。
(2)锂离子电池的制备:
将正极活性物质(LiNi0.5Mn1.5O4)、乙炔黑、聚偏氟乙烯按配比90: 5: 5混合均匀后压制于铝箔上,得到正极片;将金属锂片作为负极片;以PE/PP复合隔膜为离子交换膜,采用本实施例的非水电解液C1,采用本领域常规方法做成扣式电池S11。
实施例12
(1)非水电解液的制备:
在氩气手套箱中将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯按配比3:4:3配成的非水溶剂,然后加入浓度为1.1mol/L体积为100ml的LiPF6,再加入第一添加剂三氟丙烯碳酸酯(本申请结构式(1)所示的链状氟代碳酸酯,其中R1为甲基,n为1)和第二添加剂氟代环状二磺酸苯酯(本申请结构式(3)所示的环状二磺酸苯酯类化合物,其中R2为氟原子)以及第三添加剂双(三甲基)甲硅烷磷酸酯,制备得到100重量份的锂离子电池非水电解液,记为C12;其中以非水电解液的总质量为基准,第一添加剂的含量为10重量份,第二添加剂的含量为1重量份,第三添加剂的含量为2重量份。
(2)锂离子电池的制备:
将正极活性物质(LiNi0.5Mn1.5O4)、乙炔黑、聚偏氟乙烯按配比90: 5: 5混合均匀后压制于铝箔上,得到正极片;将金属锂片作为负极片;以PE/PP复合隔膜为离子交换膜,采用本实施例的非水电解液C1,采用本领域常规方法做成扣式电池S12。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入11重量份的2,4-二氟苯基甲磺酸酯代替实施例1中的第一添加剂和第二添加剂;制备得到的非水电解液为DC1,制备得到的电池为DS1。
对比例2
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,加入11重量份的氟代碳酸亚乙酯代替实施例1中的第一添加剂和第二添加剂;制备得到的非水电解液为DC2,制备得到的电池为DS2。
对比例3
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,只加入11重量份的第一添加剂,不添加第二添加剂;制备得到的非水电解液为DC3,制备得到的电池为DS3。
对比例4
采用与实施例1相同的方法制备非水电解液和锂离子电池,不同的是,以非水电解液的总质量为基准,只加入11重量份的第二添加剂,不添加第一添加剂;制备得到的非水电解液为DC4,制备得到的电池为DS4。
性能测试
(1)高压下电解液氧化分解电位测试
将实施例1- 12制备得到的非水电解液C1-C12以及对比例1-4制备得到的非水电解液DC1-DC4放置在容器中,使用铂片作为工作电极,锂片作为对电极和参比电极,使用电化学工作站进行测试,应用线性扫描(LSV)程序进行扫描,测试开路电压(OCV),设置扫描区间为3~7V扫描速率为2mV,测试结果如表1所示。
表1
电解液 | 氧化分解电位/V |
C1 | 4.66 |
C2 | 4.59 |
C3 | 4.57 |
C4 | 4.65 |
C5 | 4.63 |
C6 | 4.59 |
C7 | 4.64 |
C8 | 4.61 |
C9 | 4.63 |
C10 | 4.61 |
C11 | 4.68 |
C12 | 4.69 |
DC1 | 4.33 |
DC2 | 4.39 |
DC3 | 4.38 |
DC4 | 4.45 |
(2) 电池高压下比容量测试
将各实验电池S1-S12、DS1-DS4在常温下以以 0.1C的电流进行恒电流充电至截止电压为4.9V,以相同的电流放电至3.0V,记录首次充放电容量,结果见表2。
(3)高压下电池循环测试
将电池S1-S12以及DS1-DS4以正确的方法装入二次电池性能测试仪BS-9300上,先以1C恒流恒压充电至4.9V,搁置5分钟,用1C放电至3.0V,再以1C恒流恒压充电至4.9V,就这样循环100次。循环结束后,待电池温度恢复常温,用1C充满电,再用0.2C放电至3.0V,得出剩余容量,将剩余容量除以首次循环容量即得容量保持率,结果见表2。
表2
电池编号 | 首次充电容量/mAh | 首次放电容量/mAh | 首次充放电效率/% | 100次循环后容量保持率/% |
S1 | 513 | 473 | 92.77 | 91.90 |
S2 | 525 | 473 | 90.90 | 90.13 |
S3 | 558 | 509 | 91.24 | 90.55 |
S4 | 564 | 519 | 92.33 | 91.88 |
S5 | 536 | 492 | 92.45 | 91.85 |
S6 | 548 | 504 | 92.18 | 91.70 |
S7 | 555 | 506 | 92.17 | 91.67 |
S8 | 553 | 509 | 92.20 | 91.73 |
S9 | 528 | 485 | 91.95 | 91.55 |
S10 | 545 | 501 | 92.08 | 91.30 |
S11 | 511 | 480 | 92.88 | 92.13 |
S12 | 512 | 486 | 92.85 | 92.19 |
DS1 | 536 | 487 | 91.78 | 87.11 |
DS2 | 531 | 483 | 91.55 | 87.45 |
DS3 | 539 | 490 | 91.21 | 86.98 |
DS4 | 540 | 491 | 91.10 | 89.22 |
(4)高温储存性能测试
将电池S1~S12和比较例DS1-DS4的锂离子电池,分别在25℃下以95mA的恒定电流充电到4.2V,接着在4.2V恒定电压下充电直到电流值为20mA,在该状态下,测量了各电池的厚度后,在60℃下保存20天,厚度变化率=(存储后的厚度-存储前的厚度)/存储前的厚度×100%,测试结果如表3所示。
表3
电池编号 | 容量保持率 | 厚度变化率 |
S1 | 91.6% | 3.85% |
S2 | 90.0% | 12.50% |
S3 | 90.2% | 13.51% |
S4 | 91.4% | 11.51% |
S5 | 91.3% | 6.12% |
S6 | 91.2% | 8.03% |
S7 | 91.2% | 9.50% |
S8 | 91.5% | 10.50% |
S9 | 91.4% | 11.00% |
S10 | 91.3% | 12.00% |
S11 | 91.7% | 11.50% |
S12 | 91.7% | 11.48% |
DS1 | 88.3% | 22.80% |
DS2 | 88.1% | 18.09% |
DS3 | 88.4% | 21.32% |
DS4 | 88.3% | 21.20% |
从上表可以看出,本发明提供的非水电解液的氧化分解电位均大于4.55V,而由本发明提供的非水电解液制备得到的电池,高压的充放电效率达92%以上,高压下循环100次后容量保持率为91%以上。由本发明提供的非水电解液制备得到的电池,具有良好的耐高压性能和循环性能,同时,从表3的数据可以看出,由本发明提供的非水电解液制备得到的电池,同时具有良好的高温存储性能。
Claims (10)
1.一种锂离子电池非水电解液,包括锂盐、非水溶剂以及添加剂,其特征在于,所述添加剂包括第一添加剂和第二添加剂,所述第一添加剂为式(1)和/或式(2)所示结构的链状氟代碳酸酯,所述第二添加剂为式(3)所示结构的环状二磺酸苯酯类化合物:
式(1),其中R1为碳原子数1-6的烷基,n1为1-6的整数;
式(2),其中R2为碳原子数1-6的烷基,n2为1-6的整数;
式(3),其中R3为氟原子或腈基。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,所述第一添加剂为式(1)所示结构的链状氟代碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,所述R1为甲基,n1为1。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,以非水电解液的总质量为基准,所述链状氟代碳酸酯的含量为5~30wt%。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,以非水电解液的总质量为基准,所述环状二磺酸苯酯类化合物的含量为0.5%~5%。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,所述非水溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、γ-丁内酯中的2种或3种以上。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,所述非水电解液中还包括第三添加剂,所述第三添加剂为双(三甲基)甲硅烷硼酸酯、双(三甲基)甲硅烷磷酸酯中的1种或2种。
8.根据权利要求7任意一项所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,以非水电解液的总质量为基准,所述第三添加剂的含量为0.5%-2%。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池非水电解液,其特征在于,所述锂盐包括六氟磷酸锂,四氟硼酸锂,双草酸硼酸锂中的一种或多种。
10.一种锂离子电池,包括壳体和容纳于壳体内的电芯、非水电解液,电芯包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜,其特征在于,所述非水电解液为权利要求1-9任一项所述的非水电解液。
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