CN112349963B - 一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液及锂离子电池 - Google Patents

一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的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，公开了一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液及锂离子电池。本发明所述含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述有机溶剂中包含链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂、羧酸酯类有机溶剂、硅代有机溶剂中的一种或多种，所述添加剂中包含单烷烃硫酸酯锂盐类化合物。使用本发明提供的电解液，既可以保证锂离子电池高低温稳定性能、安全性，又可提高锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能。

Description

一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的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，具体是涉及一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池作为新一代的化学电源，具有能量密度高、寿命长、无污染等优点，将逐渐取代传统的镍氢、镍镉、铅酸等传统电池，成为最受青睐的二次电池。经过二十多年的发展，锂离子电池已经被广泛应用到手机、数码相机、笔记本电脑等领域，已成为新能源汽车使用的主流电源。
然而，现有的锂离子电池受环境影响较为明显。高温可以降低电池的容量，而几乎所有使用锂离子电池的设备都不可避免的受高温影响，如智能手机因为工作程序会致使升温，笔记本电脑实行负载任务时也变得很热，元器件也可能过热使电池受损。
专利CN105789703中提到含有单烷烃硫酸酯锂盐基团的物质，具有良好的高温特性、同时不会增加电池的内阻；专利CN105336991中提到氰基化合物能够大幅提高锂离子电池在高电压条件的的循环性能；专利CN105742707中提到饱和二腈类化合物或其他不饱和腈类化合物能在负极形成优良的SEI膜，稳定负极，同时可以在正极形成较好的保护膜，络合金属离子，从而抑制金属离子溶出和电解液在正极的分解，明显改善电池的高温存储性能。以上现有技术虽然在一定程度上改善了锂离子电池的高压循环性能，但有一定的限制，不能同时满足锂离子电池高低温环境时的稳定性、循环性能要求和安全性能要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐类添加剂的电解液及使用该电解液的锂离子电池，使用本发明提供的电解液，既可以保证锂离子电池高低温稳定性能、安全性，又可提高锂离子电池的高温循环性能和高温存储性能。
为达到本发明的目的，本发明所述含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述有机溶剂中包含链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂、羧酸酯类有机溶剂、硅代有机溶剂中的一种或多种，所述添加剂中包含单烷烃硫酸酯锂盐类化合物。
进一步地，本发明所述硅代有机溶剂如式(I)或式(II)所示：
Figure BDA0002157931800000021
其中，在式(I)中，M1和M2分别表示含1-6个碳原子的烷基或含1-4个碳原子的硅烷或硅氧烷，且M1和M2中至少有一个为含1-4个碳原子的硅烷或硅氧烷；
在式(II)中，X1和X2分别表示含1-6个碳原子的烷基或含1-4个碳原子的硅烷或硅氧烷，且X1和X2中至少有一个为含1-4个碳原子的硅烷或硅氧烷。
进一步地，本发明所述单烷烃硫酸酯锂盐类化合物如式(III)所示：
Figure BDA0002157931800000022
其中，R选自2-8个碳原子的烷基、烷基羟基、不饱和烃基、不饱和烃基羟基，例如烯基、烯基羟基、炔基、炔基羟基。
优选地，所述式(I)所示化合物包括但不限于以下化合物：
Figure BDA0002157931800000031
优选地，所述式(II)所示化合物选自以下化合物：
Figure BDA0002157931800000032
更优选地，所述式(I)和(II)所示硅代有机溶剂占有机溶剂质量地3-7％，例如5％。
经过本发明发明人无数次试验摸索，发现本发明所选硅代溶剂具有很高的抗氧化能力和化学稳定性，在本发明所使用含量范围内可提高锂电池的高温性能，适用于高电压的锂电池体系；并且本发明所选硅代溶剂使得原有溶剂的粘度降低，提高了锂离子在溶剂中的穿梭能力，在本发明所使用含量范围内能够较大程度上提高锂电池的低温性能和倍率性能，经试验分析本发明认为该效果是由于硅代后键的内旋转势垒的降低和柔顺性的增加所产生的。
优选地，所述式(III)所示化合物包括但不限于以下化合物：
Figure BDA0002157931800000033
更优选地，所述式(III)所示化合物占电解液质量的0.5-10％，例如0.8-3％。
进一步地，本发明发明人发现在本发明电解液体系中硅代溶剂与单烷烃硫酸酯锂盐化合物配合使用，配制的锂离子电池电解液，既对正极具有很好的保护作用，可有效抑制电极表面副反应的发生以及金属离子的溶解，又能在石墨负极表面还原生成致密的SEI膜，防止溶剂分子嵌入石墨电极，改善锂离子电池的在高低温下的循环性能和安全性能；还能在显著降低电极/电解液界面阻抗，防止电解液在低温下形成厚重的SEI膜，提高了锂离子电池的循环稳定性以及导电性能。
进一步地，本发明所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiODFB、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2F)2中的一种或多种；优选地，所述锂盐为LiPF6，且按锂离子计，所述锂盐在电解液中的浓度为0.5-2M，例如1-1.5M。
进一步地，所述羧酸酯类有机溶剂选自乙酸乙酯(EA)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、乙酸甲酯(MA)、乙酸丙酯(PE)、丙酸甲酯(MP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)中的一种或多种；所述链状碳酸酯类有机溶剂选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二丙酯(DPC)中的一种或多种；所述环状碳酸酯类有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种。
优选地，所述有机溶剂中包含硅代有机溶剂、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸乙酯(EP)和丙酸丙酯(PP)，且碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸乙酯(EP)和丙酸丙酯(PP)按照(20-40)：(5-15)：(10-20)：(10-30)：(20-30)的重量比进行混合，例如30：10：15：20：25。
进一步地，所述添加剂中还包含碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺内酯(1,3-PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、己二腈(ADN)和1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷(DENE)。
优选地，所述添加剂中碳酸亚乙烯酯(VC)、丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、己二腈(ADN)和1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷(DENE)的质量比为(0.1-1.0)：(1-5)：(5-10)：(1-5)：(1-5)；更优选地，所述添加剂中碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈和1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷在电解液中的质量百分比分别为0.5％、3％、5％、2％、1％。
进一步地，本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包含本发明前述电解液。
更进一步地，本发明所述锂离子电池的制备方法包括将本发明前述电解液注入到经过充分干燥的4.45V的钴酸锂/石墨软包电池，经过45℃搁置、高温夹具化成和二次封口工序。
相比未使用的本发明含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐类添加剂的电解液的锂离子二次电池，本发明采用的电解液体系具有耐高低温、不易燃及环境友好等特点，同时具有较好的安全性能。其中，本发明的硅代有机溶剂中Si-O键能够耐受更高的温度，具有更优的热稳定性，而单烷烃硫酸酯锂盐类化合物能够有效覆盖正极的活性位点，抑制锂离子电池中副反应的发生及副反应产物对负极的破坏。
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”、“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。
对比例1
所述锂离子电池电解液按以下方法制备：在手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸乙酯(EP)和丙酸丙酯(PP)按照重量比30：10：15：20：25的比例进行混合，然后加入六氟磷酸锂进行溶解，制备六氟磷酸锂浓度为1.2M的电解液。之后，向电解液中加入占电解液质量0.5％的碳酸亚乙烯酯(VC)、占电解液质量3％丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、占电解液质量5％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)、占电解液质量2％的己二腈(ADN)和占电解液质量1％的DENE。
将配制好的电解液注入到经过充分干燥的4.45V的钴酸锂/石墨软包电池，经过45℃搁置、高温夹具化成和二次封口等工序后，进行电池性能测试，得到对比例1的电池。
实施例1
所述高电压电解液按以下方法制备：在手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸乙酯(EP)和丙酸丙酯(PP)按照重量比30：10：15：20：25的比例进行混合，然后向混合溶剂中加入质量分数3％的硅代有机溶剂(1)；加入六氟磷酸锂进行溶解，制备六氟磷酸锂浓度为1.2M的电解液。之后，向电解液中加入占电解液质量0.5％的碳酸亚乙烯酯(VC)、占电解液质量3％丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、占电解液质量5％的氟代碳酸乙烯酯(FEC)、占电解液质量2％的己二腈(ADN)和占电解液质量1％的DENE，另加占电解液质量0.8％的单烷烃硫酸酯锂盐化合物(5)和占电解液质量3％的硅代化合物(1)。
将配制好的电解液注入到经过充分干燥的4.45V的钴酸锂/石墨软包电池，经过45℃搁置、高温夹具化成和二次封口等工序后，进行电池性能测试，得到实施例1的电池。
本发明中，对比例2-9，除了硅代溶剂、单烷烃硫酸酯锂盐化合物按表1所示添加外，其他均与对比例1相同。
本发明中，实施例2-48，除了硅代溶剂、单烷烃硫酸酯锂盐化合物按表1所示添加外，其他均与实施例1相同。
各实施例和对比例电解液配方见表1。
表1各实施例和对比例电解液配方
Figure BDA0002157931800000071
Figure BDA0002157931800000081
Figure BDA0002157931800000091
Figure BDA0002157931800000101
锂离子电池性能测试
1.高温循环性能
在高温(45℃)条件下，将上述锂离子电池在0.5C恒流恒压下充至4.45V，然后在0.5C恒流条件下放电至3.0V。充放电300个循环后，按以下公式计算第300次循环后的容量保持率：
Figure BDA0002157931800000102
2.高温存储性能
在常温(25℃)条件下，对锂离子电池进行一次0.5C/0.5C充电和放电(放电容量记为DC0)，然后在0.5C恒流恒压条件下充电至4.45V满电；将锂离子电池(100％SOC)置于60℃高温箱中保存7天，取出后，在常温条件下进行0.5C放电(放电容量记为DC1)；然后在常温条件下进行0.5C/1C充电和放电(放电容量记为DC2)，利用下面公式计算锂离子电池的容量保持率和容量恢复率：
Figure BDA0002157931800000111
Figure BDA0002157931800000112
3.低温循环性能
在低温(10℃)条件下，将上述锂离子电池在0.2C恒流恒压下充至4.45V，然后在0.3C恒流条件下放电至3.0V。充放电50个循环后，按以下公式计算第50次循环后的容量保持率：
Figure BDA0002157931800000113
上述各对比例和实施例的电池性能测试结果表2所示。
表2各对比例和实施例的电池性能测试结果
Figure BDA0002157931800000114
Figure BDA0002157931800000121
Figure BDA0002157931800000131
总的来说，影响电池高温、低温的因素可以概括为：电解液的电导率、界面阻抗、SEI膜等，这些因素综合作用在一起，影响了电池的性能。
本发明应用的单烷烃硫酸酯锂盐类添加剂是一种含有多官能团的化合物，例如烯基、烯基羟基、炔基、炔基羟基。结构中含有硫氧双键和不饱和基团。本发明单烷烃硫酸酯锂盐类添加剂搭配硅代有机溶剂使用，配制的锂离子电池电解液，既对正极具有很好的保护作用，抑制正极表面物质的溶出，优化电解液成分，又能改善石墨负极SEI膜成分，提高电池各组分的电导率或者导电性，从而降低电池整体的阻抗，对于提升高温、低温性能是有所帮助的。
由实施例1同对比例1比较可得，不含硅代溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐类化合物的对比例1高温循环性能、高温储存性能和低温循环性能相对实施例1都较弱。高温循环300周的容量为70％左右，高温存储的容量也低于75％，而低温50周的容量保持率也未超过80％。而加入了3％硅代溶剂和0.8％单烷烃硫酸酯锂盐类化合物的实施例1，高温循环性能、高温储存性能和低温循环性能都有提升。
而对比例2-5同对比例1比较，低温性能数据明显上升，是由于硅代溶剂优异的流动性和低粘的特性，降低了电池的阻抗，提高了锂离子在溶剂中的穿梭能力，使得电池的低温循环能力得到了很大的提升。而对比例6-9同对比例1比较，低温循环保持率高1％左右，说明单烷烃硫酸酯锂盐类化合物对低温性能提升作用不大，但是对提升高温性能有明显作用。
实施例1-48的锂离子电解液，联合使用新型硅代有机溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐类化合物，其中，四种新型硅代有机溶剂，即化合物(1)、化合物(2)、化合物(3)、化合物(4)，添加量为溶剂总质量的3％、5％、7％，单烷烃硫酸酯锂盐类化合物，即化合物(5)、化合物(6)，添加量为电解液总质量的0.8％、3％，与本发明的其他有机溶剂和添加剂，合理的进行混合搭配，制备了32种电解液作为实施例进行实验，通过对实施例的实施数据进行分析以及与对比例进行比较，可以得到如下结论：
添加了硅代化合物和单烷烃硫酸酯锂盐添加剂的锂离子二次电池比不添加单烷烃硫酸酯锂盐的比较例1，以及只添加了硅代化合物和单烷烃硫酸酯锂盐添加剂中一种的比较例2-9的锂离子二次电池相比具有更好的综合性能。
虽然同时添加了硅代溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐类添加剂的锂离子电池综合性能得到改善，但从测试数据上可以看出，当新型硅代有机溶剂的含量为5％时，高温循环性能，高温存储性能，低温循环性能都比当化合物(5)和(6)的含量分别为3％时要好，且高温循环容量保持率，高温存储容量保持率和恢复率及低温容量保持率要高2-5个百分点。
本领域的技术人员容易理解，以上所属仅为本发明的示范性实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液包含锂盐、有机溶剂和添加剂；其中，所述有机溶剂中包含硅代有机溶剂，还包含链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂、羧酸酯类有机溶剂中的一种或多种，所述添加剂中包含单烷烃硫酸酯锂盐类化合物；
所述硅代有机溶剂选自以下化合物：
Figure FDA0003396836180000011
所述硅代有机溶剂占有机溶剂质量的3-7％；
所述单烷烃硫酸酯锂盐类化合物选自以下化合物：
Figure FDA0003396836180000012
所述单烷烃硫酸酯锂盐类化合物占电解液质量的0.5-10％。
2.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述硅代有机溶剂占有机溶剂质量的5％。
3.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述单烷烃硫酸酯锂盐类化合物占电解液质量的0.8-3％。
4.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiODFB、LiAsF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2F)2中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述锂盐为LiPF6，且按锂离子计，所述锂盐在电解液中的浓度为0.5-2M。
6.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，按锂离子计，所述锂盐在电解液中的浓度为1-1.5M。
7.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述羧酸酯类有机溶剂选自乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的一种或多种；所述链状碳酸酯类有机溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯中的一种或多种；所述环状碳酸酯类有机溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述有机溶剂中包含硅代有机溶剂、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯，且碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯按照(20-40)：(5-15)：(10-20)：(10-30)：(20-30)的重量比进行混合。
9.根据权利要求8所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述有机溶剂中碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯按照30：10：15：20：25的重量比进行混合。
10.根据权利要求1所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述添加剂中还包含碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈和1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷。
11.根据权利要求10所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述添加剂中碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈和1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷的质量比为(0.1-1.0)：(1-5)：(5-10)：(1-5)：(1-5)。
12.根据权利要求10所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液，其特征在于，所述添加剂中碳酸亚乙烯酯、丙烷磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈和1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷在电解液中的质量百分比分别为0.5％、3％、5％、2％、1％。
13.一种锂离子电池，其特征在于，该锂离子电池包含权利要求1-12任一项所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液。
14.根据权利要求13所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的制备方法包括将权利要求1-8任一项所述的含硅溶剂和单烷烃硫酸酯锂盐的电解液注入到经过充分干燥的4.45V的钴酸锂/石墨软包电池，经过45℃搁置、高温夹具化成和二次封口工序。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8734668B2 (en) * 2011-06-09 2014-05-27 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Materials for battery electrolytes and methods for use
US9748572B2 (en) * 2012-06-18 2017-08-29 Uchicago Argonne, Llc Ultrasound assisted in-situ formation of carbon/sulfur cathodes
WO2014163055A1 (ja) * 2013-04-01 2014-10-09 宇部興産株式会社 非水電解液及びそれを用いた蓄電デバイス
KR101996513B1 (ko) * 2015-06-03 2019-07-04 주식회사 엘지화학 이차전지용 첨가제와, 이를 포함하는 비수계 전해액 및 이차전지
CN107394269B (zh) * 2016-05-17 2020-10-02 宁德新能源科技有限公司 电解液及锂离子电池
CN109802178B (zh) * 2018-12-26 2020-08-04 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
CN109687025A (zh) * 2019-01-25 2019-04-26 宁德新能源科技有限公司 电解液、包含所述电解液的电化学装置和电子装置
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