CN110867612A - 一种锂离子电池低温充放电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂,所述锂盐为质量比为80‑90∶1‑15∶1‑15的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物,所述添加剂为质量比为82‑85∶6‑10∶6‑10硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。本发明选用新型添加剂组合,并且提高添加剂的含量,同时配合低阻抗的锂盐,提高低温下成膜的迁移速率,选择低温组合的溶剂比例,低温下,提高锂离子电池的电解液的粘度,使导电性提高,活性物质的活性提高,缩小电解液的浓度差,极化减弱,保持有效充放电。低温时锂离子电池的放电容量和工作电压保持正常,达到锂离子电解液低温充放电的性能要求。

Description

一种锂离子电池低温充放电解液
技术领域
本发明公开了一种锂离子电池电解液领域,尤其涉及一种锂离子电池低温充放电解液。
背景技术
锂离子电池因为工作电压高、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长,是一种理想电源。锂离子电池在医疗仪器、电动工具、电动工具、电动自行车和备用电源等多种领域有广泛应用。低温下,锂离子电池的电解液的粘度降低,导电性下降,活性物质的活性会降低,会使电解液的浓度差变大,极化增强,使充电提前终止。更重要的是,锂离子在碳负极的扩散速度会更慢,容易有锂析出。低温时锂离子电池的放电容量和工作电压都会降低。因此亟需对现有的锂离子电池电解液进行改进,能够适合于低温环境使用。
发明内容
本发明提供了一种锂离子电池低温充放电解液,低温时提高锂离子电池的放电容量和工作电压,适合在低温环境中使用。
本发明的涉及一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂,所述锂盐为质量比为80-90∶1-15∶1-15的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物,所述添加剂为质量比为82-85∶6-10∶6-10硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。
具体的,所述含巯基有机物为乙硫醇、苯硫酚、二硫代羧酸其中一种。
优选的,所述含巯基有机物为乙硫醇。
优选的,所述添加剂为质量比为82-84∶8-10∶8-10硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。
优选的,所述添加剂为质量比为41∶5∶4硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。
优选的,所述有机溶剂质量比为5-10∶73-85∶4-6∶1-5的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。
优选的,所述有机溶剂中碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯的质量比为10∶85∶4∶1。
本发明选用新型添加剂组合,并且提高添加剂的含量,同时配合低阻抗的锂盐,提高低温下成膜的迁移速率,选择低温组合的溶剂比例,低温下,提高锂离子电池的电解液的粘度,使导电性提高,活性物质的活性提高,缩小电解液的浓度差,极化减弱,保持有效充电。当温度低于-10℃时,锂离子电池的放电容量和工作电压保持正常,多个因素协同作用达到锂离子电解液低温充电的性能要求。
具体实施方案
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
实施例
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂,锂盐为质量比为80-90∶1-15∶1-15的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5-10∶73-85∶4-6∶1-5的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为82-85∶6-10∶6-10的硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。含巯基有机物为乙硫醇、苯硫酚、二硫代羧酸其中一种。
实施例1
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为41∶5∶4硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
对比例1
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯,添加剂采用硫酸乙烯酯,添加剂的浓度与实施例1中的浓度相同。
对比例2
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为85∶15硫酸乙烯酯、二氧化硫,添加剂的浓度与实施例1中的浓度相同。
实施例2
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为41∶4∶5硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
实施例3
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为84∶7∶9硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
实施例4
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为85∶9∶6硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
实施例5
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为85∶6∶9硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
实施例6
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为82∶10∶8硫酸乙烯酯、二氧化硫和苯硫酚。
实施例7
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为8∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶85∶6∶4的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为82∶10∶8硫酸乙烯酯、二氧化硫和二硫代羧酸。
实施例8
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为18∶1∶1的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为10∶79∶6∶5的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为41∶5∶4硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
实施例9
一种锂离子电池低温充放电解液,包括锂盐、有机溶剂和添加剂。锂盐为质量比为16∶1∶3的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物。有机溶剂质量比为5∶84∶6∶5的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。添加剂为质量比为41∶5∶4硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇。
取实施例1-9、对比例1-2中的锂离子电池电解液在同样的工艺下制成锂离子电池,锂离子电池分别进行常温进行循环试验、低温放电试验、低温充电试验及高温存储试验,试验结果如下表所示:
Figure BSA0000192280510000051
Figure BSA0000192280510000061
通过检测,利用实施例1-9中的锂离子电解液制得的锂离子电池在常温下具有优良的循环性能,在低温下放电保持率较高,低温充电不析锂,在高温条件下存储稳定,其中实施例1制得的锂离子电池性能最佳。对比例1中的添加剂仅采用硫酸乙烯酯,对比例2中的添加剂仅采用硫酸乙烯酯和二氧化硫,在常温下具有的循环性能一般,在低温下放电保持率低,低温充电析锂,在高温条件下存储不稳定,因此只有同时使用硫酸乙烯酯、二氧化硫和乙硫醇三种添加剂时,三种添加剂发生协同作用,促使制得的锂离子电池在低温下放电保持率较高,低温充电不析锂,达到锂离子电解液低温充电的性能要求。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:包括锂盐、有机溶剂和添加剂,所述锂盐为质量比为80-90∶1-15∶1-15的六氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸锂、二氟磷酸锂的混合物,所述添加剂为质量比为82-85∶6-10∶6-10硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。
2.如权利要求1所述一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:所述含巯基有机物为乙硫醇、苯硫酚、二硫代羧酸其中一种。
3.如权利要求1所述一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:所述含巯基有机物为乙硫醇。
4.如权利要求1所述一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:所述添加剂为质量比为82-84∶8-10∶8-10硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。
5.如权利要求1所述一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:所述添加剂为质量比为41∶5∶4硫酸乙烯酯、二氧化硫和含巯基有机物。
6.如权利要求1-5任意一项所述一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:所述有机溶剂质量比为5-10∶73-85∶4-6∶1-5的碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯。
7.如权利要求1-5任意一项所述一种锂离子电池低温充放电解液,其特征在于:所述有机溶剂中碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、丙酸丙酯和甲酸乙酯的质量比为10∶85∶4∶1。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB02 Change of applicant information

Address after: 410000 No. 216, Jinyuan Road, Ningxiang high tech Industrial Park, Changsha City, Hunan Province

Applicant after: Hunan farnlet New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 410604 No. 216, Jinyuan Road, Ningxiang high tech Industrial Park, Changsha City, Hunan Province

Applicant before: HUNAN BOXIN NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD.

CB02 Change of applicant information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Shao Junhua

Inventor after: Zhang Lijuan

Inventor after: Kong Dongbo

Inventor after: Yan Guofeng

Inventor after: Li Haijie

Inventor after: Gong Guobin

Inventor after: Hou Hongqi

Inventor after: Shi Xiaofeng

Inventor before: Yan Guofeng

Inventor before: Li Haijie

Inventor before: Gong Guobin

Inventor before: Hou Hongqi

Inventor before: Shi Xiaofeng

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
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