CN112652816B - 一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法与应用 - Google Patents

一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法与应用，以重量份数计，所述电解液包括12‑18份的锂盐、70‑87份的有机溶剂、0.5‑2份的成膜添加剂与0.1‑5份的锂盐添加剂；所述配制方法包括以下步骤：(1)混合有机溶剂与添加剂，搅拌均匀后制得前驱体溶液；所述添加剂包括成膜添加剂与锂盐添加剂；(2)混合锂盐与步骤(1)所得前驱体溶液，搅拌均匀后制得电解液。本发明提供的电解液实现了电池低温快充性能的同时兼顾了高温性能，避免了低温快充时发生析锂现象，提升了电池的安全性能与使用寿命。

Description

一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法与 应用
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种电解液，尤其涉及一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法与应用。
背景技术
随着人们对清洁高效能源的需求，可充电锂离子电池因其能量密度高、无记忆效应和循环性能优异等特点，得到了广泛的应用，包括消费类智能穿戴、新能源汽车和储能系统等领域。传统锂离子电池充电性能受动力学特性影响，特别是锂离子电池在低温下的快充性能(如充电倍率≥2C)较常温出现明显衰减，主要为以下三方面因素造成：①低温下电解液的粘度增大，电导率降低；②电解液/电极界面膜(SEI膜)阻抗和电荷转移阻抗增大；③锂离子在活性物质本体(体相)中的迁移速率明显降低。由于低温下石墨负极动力学特性出现衰减，因此电池在快速充电过程中化学极化现象明显加剧，特别是当充电倍率≥2C时，易导致负极表面析出金属锂单质，造成电池的使用寿命和安全性能下降，影响客户体验。
为了让锂离子电池在低温下(如低于0℃)实现充电倍率≥2C的快充功能，减少或避免析锂现象，一般采取如下措施：①使用小粒径负极材料，或对传统石墨负极表面进行掺杂、改性处理，但这往往会造成材料成本的明显上升，同时造成高温存储性能下降；②采用阶梯充电的充电方法，由于该方法适当降低了电池在高荷电状态下的充电电流，从而延长了快充时间。
CN 105552440A公开了一种改善锂电池极片界面的锂离子电池电解液，所述电解液由非水性有机溶剂、锂盐及添加剂组成，所述非水性有机溶剂包括羧酸酯、卤代碳酸酯、芳香烃及其卤代芳烃中的至少一种，所述添加剂包括锂盐添加剂、氟代碳酸酯、氟代醚、磷腈及其衍生物中的至少一种。与现有技术相比，所述发明将溶剂和添加剂联合使用以产生协同作用，使得电解液在低温、快速充放电环境下负极界面良好，几乎不析锂，从而同时满足了低温充放电、快速充放和负极极片高压实密度的要求，并降低了电池充电析锂所产生的安全隐患。所述发明虽然改善了低温下快速充放电负极界面，然而关于低温充电的描述较为笼统，且未说明充电的倍率大小，所述组份比例仍有较大的优化空间。
CN 107195966A公开了一种高/低温性能兼顾的高电压三元正极材料体系锂离子电池电解液，所述电解液包括非水性有机溶剂、锂盐、成膜剂和添加剂；所述锂离子电池电解液中同时加入氟苯腈、氟苯、草酸磷酸锂盐、氟代磷酸锂盐四种添加剂，上述添加剂的同时使用会产生协同效应，使得三元正极材料电池在高电压(4.3-4.5V)条件下具有优异的循环性能、高温储存性能、低温放电性能和安全性能等优点，很好解决了现有技术中高电压三元电池电解液循环性能、高温性能和低温性能无法同时兼顾的问题。然而所述发明无法实现电池的低温快充性能，且并未提供如何避免低温快充析锂现象的技术方案。
CN 109473713A公开了一种兼顾高低温性能的高电压电解液及使用该电解液的锂离子电池，所述电解液包括非水有机溶剂、锂盐和添加剂；其中非水有机溶剂为碳酸酯和线性羧酸酯的混合物，所述添加剂包括具有2-3个腈基官能团的腈类化合物正极保护添加剂、低阻抗添加剂和负极成膜添加剂。所述发明通过添加剂和溶剂体系联合使用所产生的协同效应，提高了锂离子电池在高电压下的循环寿命，同时兼具优异的高温存储和低温放电性能。然而所述发明同样无法实现电池的低温快充性能，电解液组成及比例仍有进一步优化的空间。
由此可见，如何提供一种电解液，实现电池低温快充性能的同时兼顾高温性能，避免低温快充时发生析锂现象，提升电池的安全性能与使用寿命，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法与应用，所述电解液实现了电池低温快充性能的同时兼顾了高温性能，避免了低温快充时发生析锂现象，提升了电池的安全性能与使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液，以重量份数计，所述电解液包括：
Figure BDA0002851464970000031
本发明中，所述锂盐的重量份数为12-18份，例如可以是12份、13份、14份、15份、16份、17份或18份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述有机溶剂的重量份数为70-87份，例如可以是70份、71份、73份、75份、77份、79份、81份、83份、85份或87份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述成膜添加剂的重量份数为0.5-2份，例如0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份或2份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述锂盐添加剂的重量份数为0.1-5份，例如可以是0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述电解液相较于传统的电解液通过优化所含锂盐、有机溶剂、成膜添加剂与锂盐添加剂的比例，使得锂离子电池在-5℃低温下实现了充电倍率≥2C的快充功能，同时避免了析锂现象的发生，并兼顾了高温性能；其中所述有机溶剂与成膜添加剂的协同作用实现了电池的低温快充性能，且避免了析锂现象的发生；所述锂盐添加剂在保持低温快充性能不受明显影响的前提下兼顾了电池的高温性能，从而进一步提升了电池的安全性能与使用寿命。
优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂。
优选地，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亚乙烯酯。
优选地，所述锂盐添加剂包括二氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂。
优选地，所述有机溶剂包括低温有机溶剂。
优选地，所述低温有机溶剂包括丙酸乙酯和/或丙酸丙酯。
优选地，所述低温有机溶剂占有机溶剂质量的10-50％，例如可以是10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述有机溶剂还包括碳酸酯。
优选地，所述碳酸酯包括环状碳酸酯和/或线性碳酸酯。
优选地，所述环状碳酸酯包括碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。
优选地，所述线性碳酸酯包括碳酸二甲酯和/或碳酸甲乙酯。
优选地，所述碳酸酯占有机溶剂质量的50-90％，例如可以是50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述电解液还包括功能添加剂。
优选地，所述功能添加剂包括含硫添加剂、含硼添加剂、腈类添加剂或高温添加剂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括含硫添加剂与含硼添加剂的组合，含硼添加剂与腈类添加剂的组合，腈类添加剂与高温添加剂的组合，含硫添加剂、含硼添加剂与腈类添加剂的组合，或含硼添加剂、腈类添加剂与高温添加剂的组合。
本发明中，所述含硫添加剂可以是1,3-丙烷磺内酯、1-丙烯-1,3-磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸亚乙酯或甲烷二磺酸亚甲酯中的任意一种或至少两种的组合，特别地，考虑到1,3-丙烷磺内酯为欧盟REACH法规限制性使用物质，如需添加，建议用量控制在添加剂总质量的0.1-0.5％；所述含硼添加剂可以是二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂或二草酸硼酸锂中的任意一种或至少两种的组合；所述腈类添加剂可以是己二腈、丁二腈、1,3,6-己烷三腈或乙二醇双(丙腈)醚中的任意一种或至少两种的组合；所述高温添加剂可以是γ-丁丙酯、碳酸乙烯亚乙酯或三烯丙基磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述功能添加剂占电解液总重量的0.5-5％，例如可以是0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的电解液的配制方法，所述配制方法包括以下步骤：
(1)混合有机溶剂与添加剂，搅拌均匀后制得前驱体溶液；所述添加剂包括成膜添加剂与锂盐添加剂；
(2)混合锂盐与步骤(1)所得前驱体溶液，搅拌均匀后制得电解液。
本发明中，所述配制方法流程简单且有效，便于操作，降低了生产成本。
优选地，步骤(1)所述有机溶剂包括低温有机溶剂。
优选地，所述低温有机溶剂包括丙酸乙酯和/或丙酸丙酯。
优选地，步骤(1)所述有机溶剂还包括碳酸酯。
优选地，所述碳酸酯包括环状碳酸酯和/或线性碳酸酯；
优选地，步骤(1)所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亚乙烯酯。
优选地，步骤(1)所述锂盐添加剂包括二氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂。
优选地，步骤(1)所述添加剂还包括功能添加剂。
优选地，所述功能添加剂包括含硫添加剂、含硼添加剂、腈类添加剂或高温添加剂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括含硫添加剂与含硼添加剂的组合，含硼添加剂与腈类添加剂的组合，腈类添加剂与高温添加剂的组合，含硫添加剂、含硼添加剂与腈类添加剂的组合，或含硼添加剂、腈类添加剂与高温添加剂的组合。
优选地，步骤(2)所述锂盐包括六氟磷酸锂。
优选地，步骤(1)所述混合的温度为20-30℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述搅拌的速率为110-150rpm，例如可以是110rpm、115rpm、120rpm、125rpm、130rpm、135rpm、140rpm、145rpm或150rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述搅拌的时间为30-45min，例如可以是30min、31min、33min、35min、37min、39min、41min、43min或45min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述混合的温度为0-5℃，例如可以是0℃、1℃、2℃、3℃、4℃或5℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述搅拌的速率为120-160rpm，例如可以是120rpm、125rpm、130rpm、135rpm、140rpm、145rpm、150rpm、155rpm或160rpm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述搅拌的时间为45-60min，例如可以是45min、46min、48min、50min、52min、54min、56min、58min或60min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述配制方法通过设定合理的混合温度与搅拌速率及时间，提升了电解液的均匀性，从而进一步改善了电池的低温快充性能与高温性能。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的电解液在制备低温快充锂离子电池方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的电解液通过优化所含低温有机溶剂、成膜添加剂与锂盐添加剂的比例，使得锂离子电池在-5℃低温下实现了充电倍率≥2C的快充功能，同时避免了析锂现象的发生，并兼顾了高温性能，从而进一步提升了电池的安全性能与使用寿命；
(2)本发明提供的配制方法流程简单且有效，便于操作，降低了生产成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表1。
表1
Figure BDA0002851464970000081
本实施例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表1的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
实施例2
本实施例提供一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表2。
表2
Figure BDA0002851464970000082
Figure BDA0002851464970000091
本实施例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表2的具体种类及重量份数，在20℃下混合有机溶剂与添加剂，以110rpm速率搅拌45min，制得前驱体溶液；
(2)在5℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以120rpm速率搅拌60min，制得电解液。
实施例3
本实施例提供一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表3。
表3
Figure BDA0002851464970000092
Figure BDA0002851464970000101
本实施例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表3的具体种类及重量份数，在30℃下混合有机溶剂与添加剂，以150rpm速率搅拌30min，制得前驱体溶液；
(2)在0℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以160rpm速率搅拌45min，制得电解液。
实施例4
本实施例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表4。
表4
Figure BDA0002851464970000102
本实施例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表4的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
实施例5
本实施例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表5。
表5
Figure BDA0002851464970000111
本实施例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表5的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
对比例1
本对比例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表6。
表6
Figure BDA0002851464970000112
Figure BDA0002851464970000121
本对比例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表6的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
对比例2
本对比例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表7。
表7
Figure BDA0002851464970000122
本对比例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表7的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
对比例3
本对比例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表8。
表8
Figure BDA0002851464970000131
本对比例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表8的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
对比例4
本对比例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表9。
表9
Figure BDA0002851464970000141
本对比例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表9的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
对比例5
本对比例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表10。
表10
Figure BDA0002851464970000142
Figure BDA0002851464970000151
本对比例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表10的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
对比例6
本对比例提供一种电解液及其配制方法，所述电解液的组分及各组分的重量份数见表11。
表11
Figure BDA0002851464970000152
本对比例中，所述电解液的配制方法包括以下步骤：
(1)按照表11的具体种类及重量份数，在25℃下混合有机溶剂与添加剂，以130rpm速率搅拌40min，制得前驱体溶液；
(2)在3℃下混合六氟磷酸锂与步骤(1)所得前驱体溶液，以140rpm速率搅拌50min，制得电解液。
应用例1
本应用例应用实施例1提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
应用例2
本应用例应用实施例2提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
应用例3
本应用例应用实施例3提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
应用例4
本应用例应用实施例4提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
应用例5
本应用例应用实施例5提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
对比应用例1
本对比应用例应用对比例1提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本对比应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
对比应用例2
本对比应用例应用对比例2提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本对比应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
对比应用例3
本对比应用例应用对比例3提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本对比应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
对比应用例4
本对比应用例应用对比例4提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本对比应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
对比应用例5
本对比应用例应用对比例5提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本对比应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
对比应用例6
本对比应用例应用对比例6提供的电解液制备锂离子电池，具体制备方法采用CN110690506A中实施例1公开的锂离子电池组装方法，且采用的正极片、负极片与隔膜均与CN110690506A中实施例1公开的相同，故在此不做赘述。
本对比应用例所得锂离子电池在-5℃下的低温快充性能测试见表12。
本对比应用例所得锂离子电池在85℃下保持4h的高温性能测试见表13。
表12
Figure BDA0002851464970000191
Figure BDA0002851464970000201
其中，低温下充电容量及放电容量的测试方法为：将应用例1-5与对比应用例1-6所得电池分别在常温25℃下以1C恒流放电至3.0V后，再置于-5℃环境中，静置2小时；待电池主体达到-5℃时，(1)电池按照相应的倍率进行恒流恒压充电至4.20V，截止电流为0.02C，记录充电容量Q1；(2)按照上述条件充满电后，在-5℃环境中搁置30min，再以0.5C恒流放电至截止电压3.0V，记录放电容量值Q2；典型容量Q的测试方法为：将应用例1-5与对比应用例1-6所得电池分别在常温25℃环境中，按照0.5C倍率进行恒流恒压充电至4.20V，截止电流为0.02C；搁置30min后，再以0.5C恒流放电至截止电压3.0V，记录放电容量值Q。
其中：充电容量/典型容量＝Q1/Q；放电容量/典型容量＝Q2/Q；放电容量/充电容量＝Q2/Q1。
表13
Figure BDA0002851464970000202
Figure BDA0002851464970000211
其中，容量保持率和容量恢复率的测试方法为：存储前，电池在常温25℃条件下按上述条件测试典型容量Q值；之后将电芯在常温25℃下按0.5C恒流恒压充至4.20V，截止电流0.02C；将满电状态的电池在85℃下存储4小时，记录4小时存储后0.5C的恒流放电的容量值Q3；然后将电池在常温25℃下以0.5C倍率充放3周，记录3周循环过程中0.5C最高的放电容量值Q4。
其中，容量保持率＝(Q3/Q)×100％；容量恢复率＝(Q4/Q)×100％
由表12与表13可知：
(1)应用例1相较于应用例4与应用例5适当增加低温有机溶剂可有效缓解低温快充下电解液粘度下降现象，改善了低温下电解液中的离子迁移率，从数据看：3C及5C充电容量占比，及0.5C放电容量比整体更高，且拆解界面良好，无析锂现象发生；
(2)成膜添加剂对低温快充性能和高温存储性能均有明显的影响：应用例1相较于对比应用例3适当调整成膜添加剂含量，可有效调控低温条件下SEI膜嵌锂阻抗大小，改善了低温快充性能，减少了析锂发生概率；但对比应用例4在应用例1的基础上移除成膜添加剂后，高温性能明显更差，85℃下保持4h存储后容量保持率低于90％；
(3)应用例1相较于对比应用例1与对比应用例2适当加入锂盐添加剂，虽然低温下0.5C放电容量差别不大，但是应用例1的高温性能有明显改善，85℃下保持4h存储后容量保持率均高于对比应用例1与对比应用例2。
由此可见：本发明提供的电解液通过优化所含低温有机溶剂、成膜添加剂与锂盐添加剂的比例，使得锂离子电池在-5℃低温下实现了充电倍率≥2C的快充功能，同时避免了析锂现象的发生，并兼顾了高温性能，从而进一步提升了电池的安全性能与使用寿命；此外，本发明提供的配制方法流程简单且有效，便于操作，降低了生产成本。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种兼顾低温快充性能与高温性能的电解液的配制方法，其特征在于，以重量份数计，所述电解液包括：
Figure FDA0003878544870000011
所述有机溶剂包括低温有机溶剂和/或碳酸酯，所述低温有机溶剂占有机溶剂质量的10-50％，所述碳酸酯占有机溶剂质量的50-90％；
所述电解液还包括功能添加剂，所述功能添加剂占电解液总重量的0.5-5％；
所述电解液制备得到的锂离子电池在85℃下存储4h的容量保持率≥92.60％，在25℃下以0.5C倍率充放3周的容量恢复率≥96.60％；
所述配制方法包括以下步骤：
(1)在20-30℃下混合有机溶剂与添加剂，搅拌均匀后制得前驱体溶液；所述添加剂包括成膜添加剂、锂盐添加剂与功能添加剂；
(2)在0-5℃下混合锂盐与步骤(1)所得前驱体溶液，搅拌均匀后制得电解液。
2.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述低温有机溶剂包括丙酸乙酯和/或丙酸丙酯。
3.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述碳酸酯包括环状碳酸酯和/或线性碳酸酯。
4.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和/或碳酸亚乙烯酯。
5.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述锂盐添加剂包括二氟磷酸锂和/或双氟磺酰亚胺锂。
6.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述功能添加剂包括含硫添加剂、含硼添加剂、腈类添加剂或高温添加剂中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，所述锂盐包括六氟磷酸锂。
8.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌的速率为110-150rpm。
9.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，步骤(1)所述搅拌的时间为30-45min。
10.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的速率为120-160rpm。
11.根据权利要求1所述的配制方法，其特征在于，步骤(2)所述搅拌的时间为45-60min。
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