CN109390630B - 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

本发明公开了一种锂离子电池非水电解液及使用该电解液的锂离子电池，该电解液包括
Figure 789700DEST_PATH_IMAGE002
结构1所示的化合物中的一种或多种，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢、卤素原子或含1～5个碳原子的基团。由于结构式1所示的化合物的存在，本发明制备得到的锂离子电池非水电解液进一步提高电池高温循环性能、抑制气胀、兼顾降低阻抗，由上述锂离子电池非水电解液制备得到的锂离子电池具有良好耐高温性能和良好循环性能，有效避免锂离子电池在高温条件下的不稳定性，电池气胀、电池可逆容量损失严重的问题。

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技术领域，尤其涉及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。
背景技术
锂离子电池因其具有高能量密度和高功率、长循环寿命、高安全性、较宽的工作温度范围及无记忆效应等特点。随着大力倡导新能源和低碳经济的背景下，电动汽车及储能设备对锂电池需求快速增长，使锂离子电池在未来新能源领域具有巨大的应用前景。
为了提高锂离子电池的各项性能，许多科研者通过在电解液中添加不同的添加剂，如碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯，来改善电池的各项性能。而添加碳酸亚乙烯酯后，电池在高温储存过程中容易产生气体，导致电池发生鼓胀。如今高能量高密度镍锂离子电池的正极材料中镍含量越来越高，但高镍含量材料易吸水，导致电解液稳定性也随之降低，特别是在高电位下，正极材料的镍元素会加速常规电解液的分解，导致电池循环性能降低、高温下电池气胀严重。现有技术提出了通过在电解液中添加一元环状酸酐衍生物来提高电池循环性能和抑制高温天气。在电池首次充电过程中，能优先将电解液中的其他组分还原成膜，所形成的SEI膜稳定性好，能有效提升电池的循环性能和高温性能。然而一元环状酸酐对于电池的循环性能改善和气胀的抑制远未能满足市场的要求。需要进一步，能有效改善电池高温循环性能，解决其在高温条件下的不稳定性，引起电池气胀、电池可逆容量损失严重问题。
发明内容
本发明提供一种进一步提高电池高温循环性能、抑制气胀、兼顾降低阻抗的锂离子电池非水电解液，进一步提供一种包括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，包括结构1所示的化合物中的一种或多种，
Figure GDA0001865753600000021
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢、卤素原子或含1～5个碳原子的基团。
进一步地，所述含1～5个碳原子的基团选自烃基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基或含氰基取代的烃基。
进一步地，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、氟原子、甲基、乙基、三甲基硅氧基、氰基或三氰甲基。
进一步地，所述结构式1所示的化合物的含量相对于所述锂离子电池非水电解液的总质量为0.1％～5％。
进一步地，所述锂离子电池非水电解液还包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
进一步优选地，所述锂离子电池非水电解液还包括1，3-丙烷磺内酯、1，4-丁烷磺内酯、1，3-丙烯磺内酯中的一种或多种。
进一步地，所述锂离子电池非水电解液还包括锂盐和非水有机溶剂，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3或LiN(SO2F)2中的一种或多种，所述锂盐相对于非水电解液总质量为0.1％～15％；所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的一种或多种。
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、负极和置于所述正极与负极之间的隔膜，还包括上述第一方面的锂离子电池非水电解液。
进一步地，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料选自LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCo1-yMyO2、LiNi1-yMyO2、LiMn2-yMyO4或LiNixCoyMnzM1-x-y-zO2中的一种或多种，其中，M选自Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V或Ti中的一种或多种，且0≤y≤1，0≤x≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1。
进一步地，所述正极活性材料选自LiFe1-xMxPO4，其中M选自Mn、Mg、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V或Ti中的一种或多种，且0≤x＜1。
本发明具有如下的有益效果：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，由于结构式1所示的化合物存在，本发明的锂离子电池非水电解液的高温性能和低温性能都非常优异。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一实施例公开了一种锂离子电池非水电解液，包括溶剂、锂盐、非水溶剂以及化合物添加剂，还包括结构1添加剂，所述结构1添加剂包括有至少一个的结构。
Figure GDA0001865753600000041
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，其作用机理推测在首次充电过程中，结构式1分子中二元环状酸酐结构能够优先与溶剂分子发生还原分解反应，其反应产物在电极表面形成一层钝化膜，该钝化膜能够抑制溶剂分子进一步分解，同时，由于分子结构为二元环状酸酐结构，其形成的钝化膜较直链羧酸酐或一元环状酸酐形成的钝化膜稳定性更好。此外，由于形成的钝化膜能够有效阻止溶剂分子、锂盐分子的进一步分解，从而能够明显改善电池的高温循环及抑制气胀现象。
在一些实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自烃基、含氧烃基、含硅烃基、含硫烃基、含氰基烃基或卤代烃基。
需要进一步说明的是，在R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自含碳原子的基团的情况下，碳原子的数目控制在5个以下(包括5个)是有利的。碳原子的数目控制在5个以下能够降低电池的阻抗，并且兼顾高温性能和低温性能；然而若是选择碳原子数为6以上的含碳原子的基团作为取代基，反而增加电池阻抗，并且对电池的高温性能和抑制气胀产生不利影响，因此本发明不选择碳原子数为6个以上的含碳原子的基团作为取代基。在本发明中，可供选择的含1～5个碳原子的基团优选是烃基、卤代烃基、含氧烃基、含硅烃基或含氰基取代的烃基，例如在本发明的一些优选实施例中，优选氟代或三氟甲基。在本发明的其他优选实施例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子和氟原子。
控制结构式1所示的化合物在废水电解液中的含量对于高温性能和低温性能的进一步优化具有有利影响。在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，难以充分在负极表面形成钝化膜，从而难以充分提高非水电解液电池的高温性能，抑制气胀现象，而超过5％时，容易负极表面形成过厚的钝化膜，反而增加电池内阻，而且电池容量保持率明显劣化，降低电池性能。研究发现，结构式1所示的化合物含量相对于锂离子电池非水电解液的总质量小于0.1％或大于5％，相比在0.1％～5％范围内，锂离子电池的高温性能和低温性能均有不同程度的降低，说明控制结构式1所示的化合物在非水电解液中的含量是有积极意义的。
结构式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
Figure GDA0001865753600000061
本发明的锂离子电池非水电解液还可以添加添加剂，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)中的一种或多种；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)中的一种或多种。这些添加剂能在石墨负极表面形成更稳定的SEI膜，从而显著提高了锂离子电池的循环性能。这些添加剂可以按照本领域的一般添加量添加，例如相对于电解液总质量为0.1％～5％，优选0.2％～3％，更优选0.5％～2％。
发明人通过大量实验发现，本发明提供的结构式1化合物添加剂与上述添加剂联合使用，能够取得比它们单独使用时更优异的效果，推测它们之间有协同作用，即结构式1化合物添加剂与上述添加剂通过协同作用共同改善电池循环性能、高温储存和抑制气胀现象。
在一些实施例中，所述溶剂为换装碳酸酯和链状碳酸酯的混合物。
在更优选的实施例中，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的一种或多种。
所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3或LiN(SO2F)2中的一种或多种。优选地，所述锂盐选自LiPF6或LiPF6与其它锂盐的混合物，所述锂盐的含量可在较大范围内变动，优选情况下，所述锂离子电池非水电解液中，锂盐的含量为0.1％～15％。
本发明的另一实施例提供了一种锂离子电池，包括正极、负极以及如上所述的锂离子电池非水电解液。
所述正极包括正极活性材料。
在一些实施例中，所述正极活性材料包括LiFe1-xMxO4、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCo1-yMyO2、LiNi1-yMyO2、LiMn2-yMyO4或LiNixCoyMnzM1-x-y-zO2中的一种或多种，其中，M选自Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V或Ti中的一种或多种，且0≤y≤1，0≤x≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1。
所述正极还包括有用于引出电流的正极集流体，所述正极活性材料覆盖于所述正极集流体上。
所述负极还包括有用于引出电流的负极集流体，所述负极活性材料覆盖于所述负极集流体上。
在一些实施例中，所述正极和所述负极之间还设置有隔膜，所述隔膜为锂离子电池领域的常规隔膜。
在一实施例中，正极材料为LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，负极材料为人造石墨。
本发明实施例提供的锂离子电池，由于含有上述非水电解液，能够有效解决锂离子电池存在的循环性能问题，提高锂离子电池的高低温循环性能。
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，并不构成对本发明保护范围的限制。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的锂离子电池非水电解液、锂离子电池及其制备方法，包括以下操作步骤：
1)非水电解液的制备：
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，以所述非水电解液的总重量为100％计，加入按表2中实施例1所示质量百分含量的组分。
2)正极板的制备：
按93∶4∶3的质量比混合正极活性材料锂镍钴锰氧化物LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2，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之间。
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之间。
4)电芯的制备
在正极板和负极板之间放置厚度为20μm的三层隔膜，然后将正极板、负极板和隔膜组成的三明治结构进行卷绕，再将卷绕体压扁后放入铝箔包装袋，在75℃下真空烘烤48h，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，经真空封装，静止24h。
然后按以下步骤进行首次充电的常规化成：0.05C恒流充电180min，0.2C恒流充电至3.95V，二次真空封口，然后进一步以0.2C的电流恒流充电至4.2V，常温搁置24hr后，以0.2C的电流恒流放电至3.0V，得到一种LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2/人造石墨锂离子电池。
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4.2V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3.0V，如此循环，记录第1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1圈的放电容量×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4.2V，测量电池初始放电容量及初始电池厚度，然后再60℃储存30天后，以1C放电至3V，测量电池的保持容量和恢复容量及储存后电池厚度。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％；
厚度膨胀率(％)＝(储存后电池厚度-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4.2V，然后用1C恒流放电至3.0V，记录放电容量。然后1C恒流恒压充至4.2V，置于-20℃的环境中搁置12h后，0.2C恒流放电至3.0V，记录放电容量。
-20℃的低温放电效率值＝0.2C放电容量(-20℃)/1C放电容量(25℃)×100％。
实施例2
如表2所示，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物2之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物3之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物4之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物5之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成1％的化合物6之外，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
对比例1
如表2所示，除了电解液的制备中不添加1％的化合物1和1％的碳酸亚乙烯酯之外，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
对比例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％的马来酸酐，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
对比例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％的丁二酸酐，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
对比例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％的四氟丁二酸酐，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表3。
表2
Figure GDA0001865753600000121
Figure GDA0001865753600000131
表3
Figure GDA0001865753600000132
对比实施例1～6和对比例1～4的测试结果可知，相比添加一元环状类似结构单元的化合物，如马来酸酐、丁二酸酐、四氟丁二酸酐，在非水电解液中添加1％的化合物1～6，能够更明显地改善锂离子电池的高温性能和气胀。
实施例7
如表4所示，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成0.1％的化合物1之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成2％的化合物1之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成3％的化合物1之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％的化合物1换成5％的化合物1之外，其他与实施例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
Figure GDA0001865753600000141
Figure GDA0001865753600000151
表5
Figure GDA0001865753600000152
对比实施例7～10和对比例1～4的测试结果可知，在非水电解液中添加0.1％的化合物1或5％的化合物1相比添加2％或3％化合物1制备得到的锂离子电池，其高温性能和低温性能略有劣化。说明添加量过少或过多都会导致锂离子电池的高温性能和低温性能有劣化趋势。
实施例11
如表6所示，除了非水电解液的制备中将1％碳酸亚乙烯酯换成1％碳酸乙烯亚乙酯之外，其他与实施例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，除了非水电解液的制备中将1％碳酸亚乙烯酯换成1％氟代碳酸乙烯酯之外，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7.
对比例5
如表6所示，除了电解液的制备中不添加1％的化合物1之外，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
对比例6
如表6所示，除了电解液的制备中不添加1％的化合物1，将1％碳酸亚乙烯酯换成1％碳酸乙烯亚乙酯之外，其他与实施例1相同，测试得到的高温性能和低温性能的数据见表7。
对比例7
如表6所示，除了电解液的制备中不添加1％的化合物1，将1％碳酸亚乙烯酯换成1％氟代碳酸乙烯酯之外，其他与实施例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/对比例 化合物添加剂及含量 其他添加剂及含量
实施例11 化合物1：1％ 碳酸乙烯亚乙酯：1％
实施例12 化合物1：1％ 氟代碳酸乙烯酯：1％
对比例5 - 碳酸亚乙烯酯：1％
对比例6 - 碳酸乙烯亚乙酯：1％
对比例7 - 氟代碳酸乙烯酯：1％
表7
Figure GDA0001865753600000171
对比实施例1、11和12与对比例5～7测试结果可知，在添加本发明提供的化合物添加剂，能够进一步优化并改善锂离子电池的高温性能和气胀。
综上所述，本发明提供的化合物添加剂，能够在添加碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯或氟代碳酸乙烯酯等添加剂基础上，有效改善锂离子电池的高温性能和鼓胀。此外，还可以进一步，使得各项性能更加优化。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池非水电解液，其特征在于：包括结构1所示的化合物中的一种或多种，
Figure 626282DEST_PATH_IMAGE001
（结构式1）
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢、卤素原子或含1～5个碳原子的基团，所述R1、R2、R3、R4、R5、R6至少包括1个三甲基硅氧基。
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：所述含1～5个碳原子的基团选自烃基、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所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于：所述R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立地选自氢原子、氟原子、甲基、乙基、氰基或三氰甲基。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于：所述结构式1所示的化合物的含量相对于所述锂离子电池非水电解液的总质量为0.1%～5%。
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：所述锂离子电池非水电解液还包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
6.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：所述锂离子电池非水电解液还包括1,3-丙烷磺内酯、1,4-丁烷磺内酯、1,3-丙烯磺内酯中的一种或多种。
7.根据权利要求5或6所述的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锂盐和非水有机溶剂，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiSbF6、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3)3或LiN(SO2F)2中的一种或多种，所述锂盐相对于非水电解液总质量为0.1%～15%；所述非水有机溶剂为环状碳酸酯和链状碳酸酯的混合物，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸丁烯酯中的一种或多种，所述链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的一种或多种。
8.一种锂离子电池，包括正极、负极和置于所述正极与负极之间的隔膜，其特征在于：还包括权利要求1～7任一项所述的锂离子电池非水电解液。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料选自LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCo1-yMyO2、LiNi1-yMyO2、LiMn2-yMyO4或LiNixCoyMnzM1-x-y-zO2中的一种或多种，其中，M选自Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V或Ti中的一种或多种，且0≤y≤1，0≤x≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极活性材料选自LiFe1- xMxPO4，其中M选自Mn、Mg、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V或Ti中的一种或多种，且0≤x＜1。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113410518A (zh) * 2021-06-11 2021-09-17 欣旺达电动汽车电池有限公司 电解液及锂离子电池

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110931864A (zh) * 2019-11-20 2020-03-27 珠海市赛纬电子材料股份有限公司 锂离子电池非水电解液及锂离子电池
CN113410522A (zh) * 2021-06-18 2021-09-17 山东省智能光电新能源研究院 一种提高锂离子电池sei膜稳定性的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013232298A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
CN105789698A (zh) * 2016-03-04 2016-07-20 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
JP2017183014A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101243906B1 (ko) * 2010-06-21 2013-03-14 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지 및 상기 리튬 전지의 제조 방법
US9755277B2 (en) * 2014-03-28 2017-09-05 Daikin Industries, Ltd. Electrolyte, electrochemical device, secondary cell, and module
CN105140564B (zh) * 2015-07-28 2017-11-24 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种高电压三元正极材料体系锂离子电池电解液
US10497966B2 (en) * 2016-12-22 2019-12-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013232298A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池
CN105789698A (zh) * 2016-03-04 2016-07-20 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
JP2017183014A (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113410518A (zh) * 2021-06-11 2021-09-17 欣旺达电动汽车电池有限公司 电解液及锂离子电池

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