CN112310475A - 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池 - Google Patents

一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。所述锂离子电池非水电解液包含电解质锂盐、非水有机溶剂和成膜添加剂，所述成膜添加剂中包含式(Ⅰ)结构化合物，式(Ⅰ)为
Figure DDA0002150620840000011
本发明中具有式(Ⅰ)结构所示的硫系添加剂能够更好的在负极界面上形成钝化膜，抑制石墨或硅基材料在充放电过程中膨胀造成钝化膜裂解；同时能减小电池在循环过程中交流阻抗的增加，提高电池循环性能；此外，本发明添加了具有良好成膜特性的新型导电锂盐二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂，相比较单独使用LiPF6，采用多种新型成膜锂盐组合使用，有利于改善动力电池高低温性能、倍率性能、长循环性能。

Description

一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体是涉及一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池由于具有高工作电压、高能量密度、长寿命、宽工作温度范围和环境友好等优点，被广泛应用于3C数码产品、电动工具、电动汽车等领域。其中，电动汽车领域对动力电池能量密度的要求越来越高。
提高锂离子电池的能量密度，常用的措施是提高电池的充电截止电压，但是电池处于高电压下，正极材料会存在一定的缺陷，如结构坍塌、离子混排和金属离子溶出等；其次就是采用高能量密度的正极材料，如NCM622和NCM811等，同时配合高能量密度的负极材料，如硅基负极。
充电截止电压升高，虽然能带来更高的比容量，但是将导致某些添加剂或溶剂更容易在正极材料界面上发生氧化反应，造成电池产气和容量衰减。而随着高能量密度的正极材料中Ni含量的增加，三元材料的比容量也相应地提高，但Ni含量的提高也导致三元材料的稳定性下降，循环过程中高镍三元材料从层状结构向无序尖晶石结构和岩盐结构转变，导致界面阻抗的增加和可逆容量的衰降。负极硅基材料如硅碳，虽然具有更高的能量密度，但是其自身在充放电过程中容易膨胀，导致负极界面钝化膜的裂解和重组，源源不断的消耗锂离子，造成电池容量快速衰减。
目前行业内普遍使用高含量的氟代碳酸酯来提高电池室温循环性能，但是高含量的氟代碳酸酯又会造成电池产气膨胀。高镍三元材料的技术难点在于高温循环性能不佳和高温存储产气的问题，常规成膜添加剂不能很好的抑制三元正极材料金属离子溶出、结构的破坏和脱离后正极的氧化催化。
针对以上问题，解决的思路通常为：①在正极表面形成一层保护性的CEI膜，阻断HF对结构的侵蚀，同时抑制金属离子的溶出；②加入具有络合金属离子的功能型添加剂，阻止Mn、Ni等离子在负极上的沉积，造成电解液的还原分解和阻碍离子嵌入和脱出通道；③加入负极成膜添加剂，改善负极界面膜的成分和性质，从而使得Mn、Ni等离子的沉积不对负极造成负面影响，同时在负极界面上形成的钝化膜具有更好的韧性，能够减缓硅基材料膨胀导致的钝化膜裂解问题。因此，开发新的成膜添加剂解决上述问题刻不容缓。
发明内容
本发明为了克服上述背景技术的不足，提供了一种锂离子电池非水电解液，所述锂离子电池非水电解液中具有式(Ⅰ)～式(Ⅷ)结构的硫系添加剂具有良好的负极成膜性能，可有效解决锂离子二次电池的常温循环性能、高温循环性能和高温储存性能。
为了实现本发明的目的，本发明的锂离子电池非水电解液包含电解质锂盐、非水有机溶剂、成膜添加剂，其中，所述成膜添加剂中包含式(Ⅰ)结构所示的硫系化合物：
Figure BDA0002150620830000021
式(Ⅰ)中，R1、R2独立地选自烷基、氟代烷基、烯基(稀丙基和丙烯基等)、炔基、芳香族基团或氧原子，同时R1、R2可以进行连接，形成环状或桥环状化合物；R3、R4独立地选自烷基、氟代烷基、烯基(稀丙基和丙烯基等)、炔基、芳香族基团或锂离子；
且当R1、R2其中一个基团为氧原子时，另一基团选自烷基、氟代烷基、稀基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示：
Figure BDA0002150620830000031
当R1、R2中其中一个基团为氧原子，同时R3、R4中一个基团选自锂离子时，R3、R4中另一个基团选自烷基、氟代烷基、稀基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅳ)或式(Ⅴ)所示；
Figure BDA0002150620830000032
当R1、R2均为氧原子时，R3、R4独立地选自烷基、氟代烷基、烯基(稀丙基和丙烯基等)、炔基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅳ)所示：
Figure BDA0002150620830000033
当R1、R2均为氧原子，同时R3、R4中一个基团选自锂离子时，R3、R4中另一个基团选自烷基、氟代烷基、稀基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅶ)或式(Ⅷ)所示：
Figure BDA0002150620830000041
优选地，所述式(Ⅰ)-(Ⅷ)结构所示的化合物包含化合物1-21中的一种或多种：
Figure BDA0002150620830000042
进一步优选地，所述硫系化合物的质量占所述电解液总质量的0.5％～2.0％。
优选地，所述成膜添加剂中还含有负极成膜添加剂，所述负极成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、1-丙烯-1,3-磺酸内酯(PST)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)、三(三甲基硅烷)硼酸酯(TMSB)、甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)、柠槺酸酐、丁二酸酐、马来酸酐、1-正丙基磷酸酐(T3P)、丁二腈(SN)、己二腈(ADN)和亚磷酸三苯酯(TPPi)、三丙烯基磷酸酯(TAP)和三丙炔基磷酸酯(TPP)中的一种或多种。
优选地，所述成膜添加剂的质量占所述电解液总质量的0.1％～15.0％。
进一步优选地，所述负极成膜添加剂中包含碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、硫酸乙烯酯(DTD)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)，任选的，还包含1,3-丙磺酸内酯(PS)或1-丙烯-1,3-磺酸内酯(PST)；更优选地，所述碳酸亚乙烯酯(VC)的质量占所述电解液总质量的0.2％～1.0％，所述1,3-丙磺酸内酯(PS)的质量占所述电解液总质量的0.2％～1.0％，其他所述成膜添加剂的质量占所述电解液总质量的0.3％～1.0％。
本发明中，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂(LiPO2F2)和二氟磺酰亚胺锂(LiFSI)中的一种或多种。
优选地，所述电解质锂盐的添加量占电解液总质量的12.5％～16.0％。
更优选地，当所述电解质锂盐中包含二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磺酰亚胺锂中任一种时，所述二氟磷酸锂的添加量占所述电解液总质量的0.5％～1.5％，所述二氟磺酰亚胺锂的添加量占所述电解液总质量的1.0％～3.0％。
本发明中，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯与链状碳酸酯，优选地，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)中的一种或多种，所述链状酯选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)中的一种或多种；进一步优选地，所述非水性有机溶剂的添加量占电解液总质量的75％～85％，且所述环状碳酸酯溶剂占电解液总质量的10.0～35.0％，链状碳酸酯占电解液总质量的50.0～70.0％。
更优选地，所述非水性有机溶剂中包含碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯，且三者按质量比为(25～40)：(15～30)：(30～50)进行混合，例如三者按质量比为30：20：50进行混合。
另一方面，本发明还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括阴极极片、阳极极片、置于阴极极片与阳极极片之间的隔离膜和本发明所述的锂离子电池非水电解液。
进一步地，所述阴极极片包括铝箔集流体和阴极膜片，所述阳极极片包括铜箔集流体和阳极膜片。
优选地，所述阴极膜片包括阴极活性物质、导电剂和粘结剂，所述阳极膜片包括阳极活性物质、导电剂和粘结剂。
进一步优选地，所述阴极活性物质为LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2或LiAmBnPO4，其中：0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤m≤1，0≤n≤1且0≤x+y+z≤1，A、B代表Fe、Mn、Co或V。
进一步优选地，所述阳极活性物质为人造石墨、天然石墨或SiOw与石墨复合而成的硅碳复合材料，其中所述SiOw为氧化亚硅、氧化硅或者其他硅基材料。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明中的成膜添加剂(尤其是硫酸乙烯酯)优先于溶剂在负极材料表面还原，还原电位为1.2～1.3V vs Li/Li+，所形成的固体电解质膜阻抗低，富有弹性，有利于改善锂离子电池内部动力学特性；
2.本发明中具有式(Ⅰ)-(Ⅷ)结构所示的硫系添加剂能够更好的在负极界面上形成钝化膜，抑制石墨或硅基材料在充放电过程中膨胀造成钝化膜裂解；同时能减小电池在循环过程中交流阻抗的增加，提高电池循环性能；
3.本发明添加了具有良好成膜特性的新型导电锂盐二氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂，相比较单独使用LiPF6，采用多种新型成膜锂盐组合使用，有利于改善动力电池高低温性能、倍率性能、长循环性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
电解液配制步骤：在充满氩气的手套箱中，将碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯按质量比为EC：DEC：EMC＝30：20：50进行混合，然后向混合溶液缓慢加入基于电解液总重量12.5wt％的六氟磷酸锂，最后加入基于电解液总重量1.0wt％化合物1结构所示的硫系化合物新型添加剂，搅拌均匀后得到实施例1的锂离子电池电解液。
将配制好的锂离子动力电池电解液注入经过充分干燥的人造石墨材料/NCM811电池中，电池经过45℃搁置、高温夹具化成和二次封口后，进行常规分容。
实施例2-14与对比例1-6
如表1所示，实施例2-14与对比例1-6中，除了电解液各成分组成配比按表1所示添加外，其它均与实施例1相同。
表1实施例1-14与对比例1-6的电解液各成分组成配比
Figure BDA0002150620830000081
Figure BDA0002150620830000091
效果实施例
(1)电池常温循环性能测试：在25℃下，将分容后的电池按0.5C恒流恒压充至4.2V，截止电流0.05C，然后按1C恒流放电至2.8V，依此循环，充/放电800次循环后计算第800周次循环容量保持率。计算公式如下：
第800次循环容量保持率(％)＝(第800次循环放电容量/首次循环放电容量)×100％；
(2)60℃恒温存储厚度膨胀与容量剩余率测试：首先将电池放在常温下以0.5C循环充放电1次(4.2V～2.8V)，记录电池存储前放电容量C0，然后将电池恒流恒压充电至4.2V满电态，使用游标卡尺测试电池高温存储前的厚度d1(通过直线将上述电池两个对角线分别相连，两条对角线交叉点即为电池厚度测试点)，之后将电池放入60℃恒温箱中存储7天，存储完成后取出电池并测试存储后的电池热厚度d2，计算电池60℃恒温存储7天后电池厚度膨胀率；待电池在室温下冷却24h后，再次将电池以0.5C进行恒流放电至2.8V，记录电池存储后放电容量C1，并计算电池60℃恒温存储7天后容量剩余率，计算公式如下：
60℃存储7天后电池厚度膨胀率＝(d2-d1)/d1*100％；
60℃恒温存储7天后容量剩余率＝C1/C0*100％。
(3)电池45℃循环性能测试：在25℃下，将分容后的电池按0.5C恒流恒压充至4.2V，截止电流0.05C，然后按1C恒流放电至2.8V，依此循环，充/放电500次循环后计算第500周次循环容量保持率。计算公式如下：
第500次循环容量保持率(％)＝(第500次循环放电容量/首次循环放电容量)×100％。
上述测试结果如表2所示。
表2实施例1-14和对比例1-6中动力电池电性能
Figure BDA0002150620830000101
Figure BDA0002150620830000111
从表2中对比例2与实施例1-4的电性能测试结果比较可知：本发明中新型成膜添加剂可以明显提升电池的循环性能以及高温存储性能，因为本发明中所述新型硫系添加剂都存在硫酸基团或磺酸基团，而该官能团能够优先溶剂在负极石墨界面还原形成钝化膜，从而起到保护的作用。
从表2中实施例10-14的电性能测试结果比较可知：本发明中提到的化合物20的添加剂量，对电池的电化学性能有很大的影响，添加剂加入量过少，添加剂在正负极材料界面成膜质量差，导致电池室温循环和高温循环性能降低，但过高的添加量，导致阻抗增加，导致电池室温循环和低温放电性能降低。
从表2中实施例1-4和对比例3-5电性能测试结果比较可知：本发明中所涉及到的具有式(Ⅰ)结构化合物的新型添加剂的综合性能要优于添加剂PS、PST、DTD三种硫系添加剂。由电池室温循环性能可知，式(Ⅰ)结构化合物中含不饱和键添加剂没有DTD出色，但性能却优于PS、PST。高温循环性能和高温存储性能显示，加入式(Ⅰ)结构化合物中含不饱和键的添加剂的电池，性能优于添加剂DTD，与PST的高温性能接近。
进一步地，相比较单独使用LiPF6作为导电锂盐，添加了具有良好成膜特性的新型导电锂盐二氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂，多种新型成膜锂盐的组合使用有效地提升了高电压锂离子电池的循环性能和高温存储性能，主要在于二氟磷酸锂和双氟磺酰亚胺锂能够在正极材料界面形成钝化膜，抑制正极材料中金属离子的溶出及结构坍塌。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述锂离子电池非水电解液中包含电解质锂盐、非水有机溶剂和成膜添加剂，其中，所述成膜添加剂中包含式(Ⅰ)结构所示的硫系化合物：
Figure FDA0002150620820000011
式(Ⅰ)中，R1、R2独立地选自烷基、氟代烷基、烯基、炔基、芳香族基团或氧原子，同时R1、R2可以进行连接，形成环状或桥环状化合物；R3、R4独立地选自烷基、氟代烷基、烯基、炔基、芳香族基团或锂离子；
且当R1、R2其中一个基团为氧原子时，另一基团选自烷基、氟代烷基、稀基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅱ)或式(Ⅲ)所示：
Figure FDA0002150620820000012
当R1、R2中其中一个基团为氧原子，同时R3、R4中一个基团选自锂离子时，R3、R4中另一个基团选自烷基、氟代烷基、稀基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅳ)或式(Ⅴ)所示；
Figure FDA0002150620820000013
当R1、R2均为氧原子时，R3、R4独立地选自烷基、氟代烷基、烯基、炔基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅳ)所示：
Figure FDA0002150620820000021
当R1、R2均为氧原子，同时R3、R4中一个基团选自锂离子时，R3、R4中另一个基团选自烷基、氟代烷基、稀基或芳香族基团，所述硫系化合物的结构如式(Ⅶ)或式(Ⅷ)所示：
Figure FDA0002150620820000022
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，所述式(Ⅰ)-(Ⅷ)结构所示的化合物包含化合物1-21中的一种或多种：
Figure FDA0002150620820000023
Figure FDA0002150620820000031
优选地，所述硫系化合物的质量占所述电解液总质量的0.5％～2.0％。
3.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，所述成膜添加剂中还含有负极成膜添加剂，所述负极成膜添加剂选自碳酸亚乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯、甲烷二磺酸亚甲酯、柠槺酸酐、丁二酸酐、马来酸酐、1-正丙基磷酸酐、丁二腈、己二腈和亚磷酸三苯酯、三丙烯基磷酸酯和三丙炔基磷酸酯中的一种或多种；优选地，所述成膜添加剂的质量占所述电解液总质量的0.1％～15.0％。
4.根据权利要求1或3所述的锂离子电池非水电解液，其特征在于，所述负极成膜添加剂中包含碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯，任选的，还包含1,3-丙磺酸内酯或1-丙烯-1,3-磺酸内酯；更优选地，所述碳酸亚乙烯酯的质量占所述电解液总质量的0.2％～1.0％，所述1,3-丙磺酸内酯的质量占所述电解液总质量的0.2％～1.0％，其他所述成膜添加剂的质量占所述电解液总质量的0.3％～1.0％。
5.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，所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂和二氟磺酰亚胺锂中的一种或多种；优选地，所述电解质锂盐的添加量占电解液总质量的12.5％～16.0％；更优选地，当所述电解质锂盐中包含二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟磺酰亚胺锂中任一种时，所述二氟磷酸锂的添加量占所述电解液总质量的0.5％～1.5％，所述二氟磺酰亚胺锂的添加量占所述电解液总质量的1.0％～3.0％。
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，所述非水有机溶剂包括环状碳酸酯与链状碳酸酯，优选地，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种，所述链状酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种；进一步优选地，所述非水性有机溶剂的添加量占电解液总质量的75％～85％，且所述环状碳酸酯溶剂占电解液总质量的10.0～35.0％，链状碳酸酯占电解液总质量的50.0～70.0％。
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，所述非水性有机溶剂中包含碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯，且三者按质量比为(25～40)：(15～30)：(30～50)进行混合，例如三者按质量比为30：20：50进行混合。
8.一种锂离子二次电池，其特征在于，所述锂离子电池包括阴极极片、阳极极片、置于阴极极片与阳极极片之间的隔离膜和权利要求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所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述阴极极片包括铝箔集流体和阴极膜片，所述阳极极片包括铜箔集流体和阳极膜片；优选地，所述阴极膜片包括阴极活性物质、导电剂和粘结剂，所述阳极膜片包括阳极活性物质、导电剂和粘结剂。
10.根据权利要求9所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述阴极活性物质为LiNi1-x-y-zCoxMnyAlzO2或LiAmBnPO4，其中：0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤m≤1，0≤n≤1且0≤x+y+z≤1，A、B代表Fe、Mn、Co或V；优选地，所述阳极活性物质为人造石墨、天然石墨或SiOw与石墨复合而成的硅碳复合材料，其中所述SiOw为氧化亚硅、氧化硅或者其他硅基材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078355A (zh) * 2021-02-07 2021-07-06 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种三元锂离子电池电解液及其离子电池
CN115207440A (zh) * 2021-04-13 2022-10-18 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种锂离子电池

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101507042A (zh) * 2006-08-25 2009-08-12 株式会社Lg化学 非水电解质及使用该非水电解质的二次电池
CN105074996A (zh) * 2013-04-01 2015-11-18 宇部兴产株式会社 非水电解液和使用了该非水电解液的蓄电设备
US20160006010A1 (en) * 2013-02-04 2016-01-07 Nec Corporation Negative electrode for secondary battery, method for producing same, and secondary battery using same
CN105375066A (zh) * 2015-12-16 2016-03-02 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种适用于硅碳负极锂离子电池电解液及硅碳负极锂离子电池
CN105375065A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 宁德新能源科技有限公司 电解液以及包括该电解液的锂离子电池
CN105428712A (zh) * 2014-09-16 2016-03-23 三星Sdi株式会社 可再充电锂电池
CN105609877A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种高电压锂离子电池电解液及一种高电压锂离子电池
CN106099174A (zh) * 2016-08-26 2016-11-09 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种硅基负极高电压锂离子电池
CN107394269A (zh) * 2016-05-17 2017-11-24 宁德新能源科技有限公司 电解液及锂离子电池
WO2018146866A1 (ja) * 2017-02-08 2018-08-16 株式会社村田製作所 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN109428119A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池及其非水电解液
CN109546219A (zh) * 2018-12-19 2019-03-29 珠海光宇电池有限公司 一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN109755635A (zh) * 2019-01-18 2019-05-14 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种兼顾高低温性能的电池电解液添加剂、电解液及高镍三元锂离子电池
CN109802178A (zh) * 2018-12-26 2019-05-24 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种含硅溶剂和磺酸酯类添加剂的电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN109818063A (zh) * 2019-03-12 2019-05-28 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种三元锂离子电池非水电解液及三元锂离子电池
CN109888386A (zh) * 2019-01-18 2019-06-14 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池
CN110021785A (zh) * 2019-04-15 2019-07-16 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种三元高电压锂离子电池电解液及三元高电压锂离子电池

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101507042A (zh) * 2006-08-25 2009-08-12 株式会社Lg化学 非水电解质及使用该非水电解质的二次电池
US20160006010A1 (en) * 2013-02-04 2016-01-07 Nec Corporation Negative electrode for secondary battery, method for producing same, and secondary battery using same
CN105074996A (zh) * 2013-04-01 2015-11-18 宇部兴产株式会社 非水电解液和使用了该非水电解液的蓄电设备
CN105428712A (zh) * 2014-09-16 2016-03-23 三星Sdi株式会社 可再充电锂电池
CN105375065A (zh) * 2015-11-04 2016-03-02 宁德新能源科技有限公司 电解液以及包括该电解液的锂离子电池
CN105375066A (zh) * 2015-12-16 2016-03-02 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种适用于硅碳负极锂离子电池电解液及硅碳负极锂离子电池
CN105609877A (zh) * 2016-02-03 2016-05-25 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种高电压锂离子电池电解液及一种高电压锂离子电池
CN107394269A (zh) * 2016-05-17 2017-11-24 宁德新能源科技有限公司 电解液及锂离子电池
CN106099174A (zh) * 2016-08-26 2016-11-09 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种硅基负极高电压锂离子电池
WO2018146866A1 (ja) * 2017-02-08 2018-08-16 株式会社村田製作所 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN109428119A (zh) * 2017-08-23 2019-03-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池及其非水电解液
CN109546219A (zh) * 2018-12-19 2019-03-29 珠海光宇电池有限公司 一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN109802178A (zh) * 2018-12-26 2019-05-24 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种含硅溶剂和磺酸酯类添加剂的电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN109755635A (zh) * 2019-01-18 2019-05-14 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种兼顾高低温性能的电池电解液添加剂、电解液及高镍三元锂离子电池
CN109888386A (zh) * 2019-01-18 2019-06-14 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池
CN109818063A (zh) * 2019-03-12 2019-05-28 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种三元锂离子电池非水电解液及三元锂离子电池
CN110021785A (zh) * 2019-04-15 2019-07-16 杉杉新材料（衢州）有限公司 一种三元高电压锂离子电池电解液及三元高电压锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
程纯;陆亦诚;刘志豪;张晋瑜;滕祥国;朱永明;: "锂离子电池电解液功能性添加剂设计及应用", 化学进展, no. 04 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113078355A (zh) * 2021-02-07 2021-07-06 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种三元锂离子电池电解液及其离子电池
CN115207440A (zh) * 2021-04-13 2022-10-18 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种锂离子电池

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CN112310475B (zh) 2023-08-18

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