CN108987809A - 一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池 - Google Patents

一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非水锂离子电解液及使用该电解液的锂离子电池，该电解液包括结构式1所示的化合物中的一种或者两种以上，其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢、氰基、卤素原子或者含1－5个碳原子的基团。由于结构式1所示化合物的存在，本发明所提供的锂离子电池电解液可适用于电压区间为4.4V－4.5V的高镍三元锂离子电池并能提升常温和高温循环性能及高温存储性能和低温放电性能。

Description

一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池
[技术领域]
本发明涉及锂离子电池，更具体地，本发明涉及匹配高电压高镍正极的非水电解液的功能添加剂、非水电解液和使用该非水电解液的锂离子电池。
[背景技术]
近年来随着智能电子产品和新能源汽车市场的快速发展，对高能量密度锂离子电池的性能要求越来越苛刻。正极材料作为锂离子的电池主材之一，其组成、结构及工作电压都对电池容量及循环寿命产生巨大影响。常规的正极材料在4.2V电压下表现出优异的循环性能和高低温性能，但是其容量低的特性无法满足高端产品的需求。提高工作电压能够提高电池的容量，但是循环性能会降低。在高电压下(4.4－4.5V)，正极材料界面具有较多强氧化性及高活性的Ni4+，这些Ni4+会氧化分解电解液，还原产生的Ni2+容易与Li+发生混排，导致材料结构的变化及金属离子的溶出，从而导致容量衰减严重，影响了电池的循环寿命及应用。通过在正极表面形成一层钝化膜，能够有效阻止电解液在正极表面的氧化，同时能提高正极材料在高电压下的稳定性。由此可知，正极钝化膜的性能对高电压锂离子电池性能至关重要。
为了解决上述问题，通过在正极表面包覆Al2O3、AlF3、ZrO2、Li3PO4等惰性物质可以在一定程度上减缓材料的结构恶化同时提高材料的界面稳定性，但仍无法避免电极材料对电解液的氧化反应，这是由于电解液组分中的溶剂或添加剂的HOMO能级比较高，使得其比较容易失去电子，在正极材料界面发生氧化反应。许多科研工作者通过在电解液中添加不同的添加剂：如1，3－丙烷磺内酯 (1，3－PS)、1，4－丁烷磺内酯(BS)、1，3－丙烯磺内酯(PST)、亚硫酸亚乙酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)，这些添加剂可以在正极材料表面形成钝化膜来改善电池的性能，但是形成的钝化膜在高温高电压长时间存储和循环后容易破损，电解液继续在正极表面发生副反应并破坏正极结构的稳定性，从而导致电池容量急速衰减。
[发明内容]
本发明提供一种适用于高电压(4.4V－4.5V)三元电池的电解液，并能提升电池循环性能、高温存储性能和低温性能，进一步提供一种包含上述锂离子电池非水电解液的锂离子电池。
根据本发明的第一方面，本发明提供一种锂离子电池非水电解液，包含结构式1所示的化合物中的一种或者两种以上，
其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢、氰基、卤原子或含有1－5个碳原子的基团。
作为本发明的进一步改进方案，上述含1－5个碳原子的基团选自烃基、炔基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基或含氰基取代的烃基。
作为本发明的进一步改进方案，R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、氟原子、甲基、乙基、丙基、三甲基硅氧基、氰基或三氟甲基。
作为本发明的进一步改进方案，所述结构式1所示的化合物的添加量含量相对于所述锂离子电池非水电解液总质量的0.1％－5％。
作为本发明的进一步改进方案，所述结构式1所示的化合物具体选自如下化合物1至化合物9，
作为本发明的进一步改善方案，上述锂离子电池非水电解液还包括碳酸亚乙酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)中的一种或者两种以上。
作为本发明的进一步改善方案，所述锂离子电池非水电解液还包括1，3－丙烷磺内酯(1，3－PS)、1，4－丁烷磺内酯(BS)、1，3－丙烯磺内酯(PST)、亚硫酸亚乙酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)中的一种或者两种以上。
作为本发明的进一步改善方案，所述锂离子电池非水电解液的电解质盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、 LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C4F9)2、LiC(SO2CF3)3、 LiPF2(C2O4)2、LiPF4(C2O4)、LiB(CF3)4或LiBF3(C2F5)中的至少一种或两种以上，所述电解质盐在锂离子电池电解液中的浓度为0.5～2.5mol/L。
作为本发明的进一步改善方案，所述锂离子电池非水电解液的非水有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ－丁内酯(GBL)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(EP)、乙酸丁酯(BA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)或丙酸丁酯(BP)中的一种或两种以上。
根据本发明的第二方面，本发明提供一种锂离子电池，包括正极、负极和置于正负极之间的隔膜，还包括上述第一方面的锂离子电池非水电解液。
根据本发明的进一步改善方案，所述的正极的活性材料选自LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2或LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2中的至少一种或一种以上的混合物。
根据本发明的进一步改善方案，所述负极的活性材料选自人造石墨、天然石墨、Si及其合金、Sn及其合金、金属锂及其合金、过渡金属氧化物或钛酸锂中的一种或多种混合物。
本发明的锂离子电池非水电解液中含有结构式1所示的化合物，在电解液中添加结构式1所示的化合物，本发明的锂离子电池在高电压(4.4V－4.5V)电压条件下的高温性能、低温性能和循环性能都非常优异。
[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。
本发明提供一种含有结构式1所示的锂离子电池非水电解液以及使用该电解液的锂离子电池。
结构式1的所示的化合物可采用多元醇(赤藓糖醇)与二氯亚砜在碱性催化剂作用下发生取代反应，再经过重结晶或柱层析纯化制备得到。其合成路线示例如下：
结构式1中含氟的化合物的制备采用对用多元醇与F2、N2混合气氟化后，再经过重结晶或柱层析纯化而得，其合成路线示意式如下：
结构式1中含氰基化合物的制备采用对应的多元醇与二氯亚砜反应发生氯代反应后，再与NaCN或者KCN反应，再经过重结晶或柱层析纯化而得，其合成路线示意式如下：
结构式1中的三甲基硅氧基化合物的制备采用对应的烃基亚硫酸酯与氮硅烷发生取代反应后，再经过重结晶或柱层析纯化而得，其合成路线示意式如下：
本发明的锂离子电池非水电解液中含有结构式1所示的化合物，其作用机理在首次充放电过程中，结构式1分子中的1，3－丙烯亚硫酸酯结构单元能够在正极表面形成钝化膜，由于分子结构中含有两个1，3－丙烯亚硫酸酯结构单元，这两个结构单元都能参与正极钝化膜的形成，比1，3－丙烯亚硫酸酯形成的钝化膜更加稳定，可以有效的保护正极材料、减小材料界面对电解液的氧化，提高材料的界面稳定性；同时形成的钝化膜中的含硫锂盐可以提升锂离子的传导率及电子电导率，从而提高电池的倍率性能及低温放电性能。此外，该添加剂由于含有不饱和亚硫酸酯结构，能够在高电压下与正极材料释放出的氧气分子进行反应，提高电解液的耐氧化性，从而显著改善电池的高温存储和循环性能。
在结构式1所示的化合物中，R1、R2、R3、R4可以各自独立地选自氢、氰基、卤素原子或者含1－5个碳原子的基团。
控制结构式1所示的化合物在非水电解液中的含量对于锂离子电池高低温性能的进一步优化具有有利的影响。本发明的一个优选的实施方案中，结构式1 所示的化合物的含量相对于锂离子电池非水电解液的总质量为0.1％－5％。低于 0.1％时，在正极表面形成的钝化膜太薄，在高电压和高温条件下薄的钝化膜稳定性差，锂离子电池的高低温性能和循环性能无明显提升；而加入量超过5％时，不仅使电解液的粘度增大，而且在正极形成的钝化膜过厚导致正极阻抗大，进而导致电池内阻增加，电池性能降低。通过实验优化发现，控制结构式1所示的化合物的含量在0.1％－5％的范围内，锂离子电池的循环性能和高低温存储性能都有明显的提升。
结构1所示的化合物中的示范性化合物在表1中示出，但不限制于此。
表1
本发明的锂离子电池非水电解液还可以添加其它添加剂，如选自碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)中的一种或两种以上；还可以选自1，3－丙烷磺内酯(1，3－PS)、1，4－丁烷磺内酯(BS)、1，3－丙烯磺内酯(PST)、亚硫酸亚乙酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS) 中的一种或者两种以上。这些添加剂能够在正极表面形成稳定的钝化膜，阻止电解液在正极表面的氧化分解，抑制过渡金属离子从正极中溶出，提高正极材料结构和界面的稳定性，进而显著提高电池的高低温性能和循环性能。这些添加剂可以按照本领域的一般添加量添加，利于相对于电解液总质量为0.1％－5％，优选0.2％－3.5％，更优选0.5％－2.5％。
研究表明，将上述添加剂和本发明的结构式1所示的化合物联用，两者之间可能会产生协同作用，表现为联用之后电池性能比它们单独使用时更优异，说明上述添加剂和结构式1所示化合物通过协同作用共同改善锂离子电池在高电压下的循环性能、高温存储和低温性能。
本发明的一个优选实施方案中，上述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ－丁内酯(GBL)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(EP)、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的一种或两种以上。
环状碳酸酯具有高的介电常数但是粘度大，链状碳酸酯粘度低但是介电常数低。锂离子电池电解液的有机溶剂采用环状碳酸酯和链状碳酸酯混合使用，使得有机溶剂混合液能兼顾高介电常数和低粘度的特性。
在本发明的一个优选实施方案中，上述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、 LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3S03、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、 LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C4F9)2、LiC(SO2CF3)3、LiPF3(C3F7)3、LiB(CF3)4或LiBF3(C2F5) 中的至少一种或两种以上，上述锂盐优选的是LiPF6和LiPF6与其他锂盐的混合物。
本发明的一个实施方案提供一种锂离子电池，包括正极、负极和置于正负极之间的隔膜，还包括上述第一方面的锂离子电池非水电解液。
本发明的一个优选实施方案中，所述的正极的活性材料为LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、 LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2、LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2中的一种或多种混合。本发明的一个优选实施方案中，所述的负极的活性材料包含选自人造石墨、天然石墨、Si及其合金、 Sn及其合金、金属锂及其合金、过渡金属氧化物或钛酸锂中的一种或多种混合物。
本发明的一个实施例中，正极材料为LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2，负极材料为人造石墨。
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：EMC：DEC＝3：5：2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％的化合物(注：此处化合物1即为表1 中的化合物1，以下实施例类同)。
2)正极片的制备
将镍钴锰酸锂三元材料LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、导电剂SuperP、粘接剂PVDF和碳纳米管(CNT)按质量比97.5：1.5：1：1混合均匀制成一定粘度的锂离子电池正极浆料，涂布在集流体铝箔上，其涂布量为324g/m2，在85℃下烘干后进行冷压；然后进行切边、裁片、分条，分条后在真空条件下85℃烘干4小时，焊接极耳，制成满足要求的锂离子电池正极。
3)锂离子电池负极极片的制备：将人造石墨与导电剂SuperP、增稠剂CMC、粘接剂SBR(丁苯橡胶乳液)按质量比95：1.4：1.4：2.2的比例制成浆料，涂布在集流体铜箔上并在85℃下烘干，涂布量为168g/m2；进行切边、裁片、分条，分条后在真空条件下110℃烘干4小时，焊接极耳，制成满足要求的锂离子电池负极。
4)锂离子电池的制备：将根据前述工艺制备的锂离子电池正极、负极极片和隔离膜经过叠片工艺制作成厚度为4.7mm，宽度为55mm，长度为60mm的锂离子电池，在75℃下真空烘烤10小时，注入如前所述的非水锂离子电池电解液。静置24小时后，用0.lC(180mA)的恒定电流充电至4.5V，然后以4.5V恒压充电至电流下降到0.05C(90mA)；然后以0.2C(180mA)放电至3.0V，重复2次充放电，最后再以0.2C(180mA)将电池充电至3.8V，完成电池制作。
5)常温循环性能测试
将电池置于25℃的环境中，以1C的电流恒流充电至4.5V然后恒压充电至电流下至0.05C，然后以1C的电流恒流放电至3.0V，如此循环，记录第一圈的放电容量和最后一圈的放电容量，按下式计算高温循环的容量保持率：
容量保持率＝最后一圈的放电容量/第一圈的放电容量＊100％
6)高温循环性能测试
将电池置于恒温45℃的烘箱中，以1C的电流恒流充电至4.5V然后恒压充电至电流下至0.05C，然后以1C的电流恒流放电至3.0V，如此循环，记录第一圈的放电容量和最后一圈的放电容量，按下式计算高温循环的容量保持率：
容量保持率＝最后一圈的放电容量/第一圈的放电容量＊100％
7)高温存储测试
将化成后的电池在常温下1C恒流恒压充电至4.5V，测量电池初始放电容量及初始电池厚度，然后再60℃存储15天后，以1C放电至3V，测量电池的容量保持和恢复容量及存储后电池厚度。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％；
厚度膨胀(％)＝(存储后电池厚度－初始电池厚度)/初始电池厚度×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4.5V，然后以1C恒流放电至3.0V。记录放电容量。然后1C恒流恒压充至4.5V，置于－20℃环境中搁置12h 后，0.5C恒流放电至3.0V，记录放电容量。
－20℃的低温放电效率值＝0.5C放电容量(－20℃)/1C放电容量(25℃) ×100％。
实施例2
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物2之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
实施例3
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物4之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
实施例4
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物6之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
实施例5
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物8之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
实施例6
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物9之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例1
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的1，3－PS之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例2
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的BS之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例3
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的PST之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例4
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的ES之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例5
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的DTD之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例6
如表2所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的MMDS之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
比较例7
如表2所示，除了电解液的制备中不添加1％的化合物1之外，其它与实施例1相同，测试得到的高低温性能和循环性能的数据见表3。
表2
实施例/比较例 结构式1所示化合物及含量 添加剂及含量
实施例1 化合物1：1％ －
实施例2 化合物2：1％ －
实施例3 化合物4：1％ －
实施例4 化合物6：1％ －
实施例5 化合物8：1％ －
实施例6 化合物9：1％ －
比较例1 － 1，3－PS：1％
比较例2 － BS：1％
比较例3 － PST：1％
比较例4 － ES：1％
比较例5 － DTD：1％
比较例6 MMDS：1％
比较例7 － －
表3
结果显示，在非水电解液中添加1％的化合物1、化合物2、化合物4、化合物6、化合物8或化合物9，相比不添加，能够明显改善高电压锂离子电池的高温性能、低温性能和循环性能。
实施例7
如表4所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成0.1％化合物1之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表5。
实施例8
如表4所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成2％化合物1之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表5。
实施例9
如表4所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成3％化合物1之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表5。
实施例10
如表4所示，除了电解液的制备中将1％的化合物1换成5％化合物1之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表5。
表4
表5
实施例11
如表6所示，除了电解液的制备中额外添加1％的1，3－PS之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
实施例12
如表6所示，除了电解液的制备中额外添加1％的BS之外，其它与实施例1 相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
实施例13
如表6所示，除了电解液的制备中额外添加1％的PST之外，其它与实施例 1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
实施例14
如表6所示，除了电解液的制备中额外添加1％的ES之外，其它与实施例1 相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
实施例15
如表6所示，除了电解液的制备中额外添加1％的DTD之外，其它与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
实施例16
如表6所示，除了电解液的制备中额外添加1％的MMDS之外，其它与实施例 1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
表6
实施例/比较例 结构式1所示化合物及含量 添加剂及含量
实施例11 化合物1：1％ 1，3－PS：1％
实施例12 化合物1：1％ BS：1％
实施例13 化合物1：1％ PST：1％
实施例14 化合物1：1％ ES：1％
实施例15 化合物1：1％ DTD：1％
实施例16 化合物1：1％ MMDS：1％
表7
结果显示，本发明在结构式1所示化合物的基础上，再添加添加剂(1，3－PS、 PST、BS、ES、DTD或MMDS)，能够进一步改善高电压锂离子电池的高低温性能和循环性能。
上述实施例对本发明作了详细的说明，但并不意味着本发明仅仅局限于这些实例。在不脱离本发明技术原理的情况下，对其进行改进和变形在本发明权利要求和技术之内，也应属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种非水锂离子电池电解液，其特征在于，包含结构式1所示化合物中的一种或者两种以上，
其中R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢、氰基、卤原子或含有1－5个碳原子的基团。
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，所述的1－5个碳原子基团选烃基、炔基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基或含氰基取代的烃基。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子非水电解液，其特征在于，R1、R2、R3、R4各自独立地选自氢原子、氟原子、氰基、甲基、乙基、丙基、三甲基硅氧基或三氟甲基。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子非水电解液，其特征在于，所述结构式1所示的化合物的添加量含量相对于所述锂离子电池非水电解液的总质量的0.1％－5％。
5.根据权利要求1或2所述的锂离子非水电解液，其特征在于，所述结构式1所示的化合物具体选自如下化合物1至化合物9。
6.根据权利要求1或2所述锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子电池非水电解液还包括碳酸亚乙酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)中的一种或者两种以上。
7.根据权利要求1或2所述锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子电池非水电解液还包括1，3－丙烷磺内酯(1，3－PS)、1，4－丁烷磺内酯(BS)、1，3－丙烯磺内酯(PST)、亚硫酸亚乙酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)中的一种或者两种以上。
8.根据权利要求1或2所述锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子电池非水电解液的电解质盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C4F9)2、LiC(SO2CF3)3、LiPF2(C2O4)2、LiPF4(C2O4)、LiB(CF3)4或LiBF3(C2F5)中的至少一种或两种以上，所述电解质盐在锂离子电池电解液中的浓度为0.5～2.5mol/L。
9.根据权利要求1或2所述锂离子电池非水电解液，其特征在于：所述锂离子电池非水电解液的非水有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ－丁内酯(GBL)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(EP)、乙酸丁酯(BA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)或丙酸丁酯(BP)中的一种或两种以上。
10.一种非水锂离子电池，包括正极、负极、隔膜以及电解液，其特征在于：所述锂离子电池采用如权利要求1－9任一项所述的非水锂离子电池电解液。
11.根据权利要求10中所述的锂离子电池，其特征在于，所述的正极的活性材料选自LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2或LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2中的至少一种或一种以上的混合物。
12.根据权利要求10所述的锂离子电池，其特征在于：所述的负极的活性材料包含选自人造石墨、天然石墨、Si及其合金、Sn及其合金、金属锂及其合金、过渡金属氧化物或钛酸锂中的一种或多种混合物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112290091A (zh) * 2019-07-25 2021-01-29 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种兼顾高低温性能的锂离子电池电解液及锂离子电池
CN112310480A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改善锂离子电池低温性能的电解液以及含有该电解液的锂离子电池
CN112928332A (zh) * 2021-03-17 2021-06-08 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种高电压锂离子电池非水电解液及锂离子电池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006302757A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Sony Corp 電池
CN107086324A (zh) * 2016-02-12 2017-08-22 三星Sdi株式会社 有机电解液和包含该有机电解液的锂电池
CN107359368A (zh) * 2017-06-22 2017-11-17 武汉大学 一种基于硫酸酯添加剂的锂电池电解液
KR20180076489A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 파낙스 이텍(주) 이차전지 전해액 및 이를 포함하는 이차전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006302757A (ja) * 2005-04-22 2006-11-02 Sony Corp 電池
CN107086324A (zh) * 2016-02-12 2017-08-22 三星Sdi株式会社 有机电解液和包含该有机电解液的锂电池
KR20180076489A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 파낙스 이텍(주) 이차전지 전해액 및 이를 포함하는 이차전지
CN107359368A (zh) * 2017-06-22 2017-11-17 武汉大学 一种基于硫酸酯添加剂的锂电池电解液

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112290091A (zh) * 2019-07-25 2021-01-29 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种兼顾高低温性能的锂离子电池电解液及锂离子电池
CN112310480A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改善锂离子电池低温性能的电解液以及含有该电解液的锂离子电池
CN112310480B (zh) * 2020-10-30 2022-03-11 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种改善锂离子电池低温性能的电解液以及含有该电解液的锂离子电池
CN112928332A (zh) * 2021-03-17 2021-06-08 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种高电压锂离子电池非水电解液及锂离子电池

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