CN109888390A - 一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液和锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括硫酸乙烯酯、二氟代硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂和亚硫酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。本发明还公开了一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括硫酸乙烯酯和二氟代硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂和亚硫酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。本发明提供的电解液能够确保锂电池至少15C以上倍率放电，具有高倍率放电性能，同时也能保证锂电池在80℃以上高温下储存24小时不气胀，膨胀率在1％以内。

Description

一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液和锂电池
技术领域
本发明涉及电解液及锂电池，尤其是涉及一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液。本发明还涉及电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池。
背景技术
电子烟是由锂电池作用下通过雾化器把烟液雾化，产生大量烟雾，满足烟民心里和生理上的需求。另外烟液采用了烟毒渗透液，结合多种植物萃取的精华液，吸入口中有烟味，但不含烟草中的尼古丁和一氧化碳等有害物质，百分百健康无害，轻松实现健康替代香烟的目的。精华液在满足吸烟快感的同时渗入体内，可有效清除烟毒，科学研究表明，一周期(20天)可清除体内烟毒57％，两个周期可达85％，三个周期即可将体内的烟毒完全清除，彻底摆脱身体对尼古丁的依赖性，从心理和生理上彻底戒除烟瘾，永不复吸！最近几年该电子烟产品迅速扩张，形成可观的产业链，这种新型的“抽烟方式”被越来越多的烟民接受、追捧。目前大多数锂电池只能选择高倍率性能，但不能满足高温储存性能，最多只能80度4小时保持膨胀在5％以内。
发明内容
本发明目的之一旨在提供一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液。
本发明目的之二旨在提供一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池。
为了实现目的之一，本发明提供以下技术方案：一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括硫酸乙烯酯(DTD)、二氟代硫酸乙烯酯(FDTD)、二氟磷酸锂((LiPO2F2)和亚硫酸乙烯酯(ES)中的一种或两种以上的组合。
上述各添加剂无论是单独或组合使用，在电解液中，所述硫酸乙烯酯(DTD)、二氟代硫酸乙烯酯(FDTD)、二氟磷酸锂((LiPO2F2)和亚硫酸乙烯酯(ES)的质量分数分别为0.5～3％，以上均以电解液总质量为计算基准。
所述的溶剂包括但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙酯乙酯(EA)和丙酸乙酯(EP)中的一种或两种以上的组合。上述各溶剂无论是单独或组合使用，它们各自在电解液中的用量分别为：所述碳酸乙烯酯(EC)的质量分数为10％～35％；所述碳酸二甲酯(DMC)的质量分数为15％～60％；所述碳酸甲乙酯(EMC)的质量分数为10％～25％；所述碳酸丙烯酯(PC)的质量分数为1％～5％；所述乙酯乙酯(EA)的质量分数为1％～10％；所述丙酸乙酯(EP)的质量分数为1％～15％，以上均以电解液总质量为计算基准。
以电解液总质量为计算基准，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)13％～16％、和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiTFSi)0.2％～5％。
本发明的目的之二通过以下技术方案来实现：一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述包括溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包括硫酸乙烯酯(DTD)、二氟代硫酸乙烯酯(FDTD)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)和亚硫酸乙烯酯(ES)中的一种或两种以上的组合。
上述各添加剂无论是单独或组合使用，在电解液中，所述硫酸乙烯酯(DTD)、二氟代硫酸乙烯酯(FDTD)、二氟磷酸锂((LiPO2F2)和亚硫酸乙烯酯(ES)的质量分数分别为0.5～3％，以上均以电解液总质量为计算基准。
所述的溶剂包括但不限于碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)、乙酯乙酯(EA)和丙酸乙酯(EP)中的一种或两种以上的组合。上述各溶剂无论是单独或组合使用，它们各自在电解液中的用量分别为：所述碳酸乙烯酯(EC)的质量分数为10％～35％；所述碳酸二甲酯(DMC)的质量分数为15％～60％；所述碳酸甲乙酯(EMC)的质量分数为10％～25％；所述碳酸丙烯酯(PC)的质量分数为1％～5％；所述乙酯乙酯(EA)的质量分数为1％～10％；所述丙酸乙酯(EP)的质量分数为1％～15％，以上均以电解液总质量为计算基准。
以电解液总质量为计算基准，所述锂盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)13％～16％、和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂(LiTFSi)0.2％～5％。
所述正极为钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂之一或两种组合使用。所述负极为人造石墨。所述隔膜为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)。
所述锂电池的容量为100mAh到3000mAh之间，为软包方形电池和卷绕电池。
本发明的有益效果是：
本发明提供的电解液能够确保锂电池至少15C以上倍率放电，具有高倍率放电性能，同时也能保证锂电池在80℃以上高温下储存24小时不气胀，膨胀率在1％以内。
附图说明
图1是实施例一的电池(690mAh)不同倍率放电曲线图；
图2是实施例二的电池(200mAh)不同倍率放电曲线图；
图3是实施例三的电池(280mAh)不同倍率放电曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的权利要求做进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求保护范围内所做的有限次修改，仍在本发明的权利要求保护范围内。
实施例一
电子烟专用锂电池由正极、负极、隔膜、电解液和软包装构成，为软包方形电池或卷绕电池。
其中，正极由钴酸锂构成，负极为人造石墨，隔膜为PE，容量为690mAh。
电解液由溶剂、锂盐和添加剂组成。以电解液总质量为计算基准，溶剂、添加剂和锂盐的质量分数如下：
溶剂：碳酸乙烯酯(EC)22％、碳酸二甲酯(DMC)32％、碳酸甲乙酯(EMC)10.5％、碳酸丙烯酯(PC)5％和丙酸乙酯(EP)12％。
添加剂：FDTD 1％和LiPO2F2 1％。
锂盐：LiPF615.5％和LITFSi 1％。
表1：高温储存性能测试
表1结果显示，锂电池在80℃、80℃、90℃分别储存4小时后，无气胀，厚度、内阻、电压、容量和平台均无变化。图1显示锂电池可在15C以上倍率放电。
实施例二
电子烟专用锂电池由正极、负极、隔膜、电解液和软包装构成，为软包卷绕电池。
其中，正极为磷酸铁锂，负极为人造石墨，隔膜为PE，容量为200mAh。
电解液由溶剂、锂盐和添加剂组成。以下以电解液总质量为计算基准，溶剂、添加剂和锂盐的质量分数如下：
溶剂：碳酸乙烯酯(EC)15％、碳酸二甲酯(DMC)25％、碳酸甲乙酯(EMC)25％、碳酸丙烯酯(PC)5％和乙酯乙酯(EA)10％。
添加剂：DTD 1％，LiPO2F2 1％，ES 1％。
锂盐：LiPF615％，LITFSi 2％。
表2：高温储存性能测试
表2结果显示，锂电池在80℃、80℃、90℃分别储存4小时后，无气胀，厚度、内阻、电压、容量和平台均无变化。图2显示锂电池可在15C以上倍率放电。
实施例三
电子烟专用锂电池由正极、负极、隔膜、电解液和软包装构成，为软包卷绕电池。
其中，正极为三元材料，负极为人造石墨，隔膜为PE，容量为290mAh。
电解液由溶剂、锂盐和添加剂组成。以下以电解液总质量为计算基准，溶剂、添加剂和锂盐的质量分数如下：
溶剂：碳酸乙烯酯(EC)15％、碳酸二甲酯(DMC)36％、碳酸甲乙酯(EMC)20％和乙酯乙酯(EA)10％。
添加剂：FDTD 0.5％，LiPO2F2 1％，ES 2％。
锂盐：LiPF615％，LiTFSi 0.5％。
表3：高温储存性能测试
表3结果显示，锂电池在80℃、80℃、90℃分别储存4小时后，无气胀，厚度、内阻、电压、容量和平台均无变化。图3显示锂电池可在15C以上倍率放电。

Claims (10)

1.一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括硫酸乙烯酯、二氟代硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂和亚硫酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。
2.根据权利要求1所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，其特征在于，以电解液总质量为计算基准，所述硫酸乙烯酯、二氟代硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂和亚硫酸乙烯酯的质量分数分别为0.5～3％。
3.根据权利要求1所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，其特征在于，所述的溶剂包括但不限于碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、乙酯乙酯和丙酸乙酯中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求3所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，其特征在于，所述各溶剂各自在电解液中的用量分别为：所述碳酸乙烯酯的质量分数为10％～35％；所述碳酸二甲酯的质量分数为15％～60％；所述碳酸甲乙酯的质量分数为10％～25％；所述碳酸丙烯酯的质量分数为1％～5％；所述乙酯乙酯的质量分数为1％～10％；所述丙酸乙酯的质量分数为1％～15％，以上均以电解液总质量为计算基准。
5.根据权利要求1所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的电解液，其特征在于，以电解液总质量为计算基准，所述锂盐包括以下质量分数的组分：六氟磷酸锂13％～16％和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂0.2％～5％。
6.一种电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液包括溶剂、锂盐和添加剂，其特征在于，所述添加剂包括硫酸乙烯酯和二氟代硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂和亚硫酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求6所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，其特征在于，以电解液总质量为计算基准，所述硫酸乙烯酯、二氟代硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂和亚硫酸乙烯酯的质量分数分别为0.5～3％。
8.根据权利要求6所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，其特征在于，所述的溶剂包括但不限于碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、乙酯乙酯和丙酸乙酯中的一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求6所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，其特征在于，所述各溶剂各自在电解液中的用量分别为：所述碳酸乙烯酯的质量分数为10％～35％；所述碳酸二甲酯的质量分数为15％～60％；所述碳酸甲乙酯的质量分数为10％～25％；所述碳酸丙烯酯的质量分数为1％～5％；所述乙酯乙酯的质量分数为1％～10％；所述丙酸乙酯的质量分数为1％～15％，以上均以电解液总质量为计算基准。
10.根据权利要求6所述的电子烟专用高倍率耐高温兼顾的锂电池，其特征在于，以电解液总质量为计算基准，所述锂盐包括以下质量分数的组分：六氟磷酸锂13％～16％和双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂0.2％～5％。
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