CN112825370A - 一种非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非水电解液和含有该非水电解液的锂离子电池,所述电解液中含有锂盐、有机溶剂和添加剂,所述添加剂至少包括1,3,6‑己烷三腈;另外,所述电解液中还含有稳定剂,所述稳定剂包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种。所述电解液通过稳定剂的加入,提高了电解液的热稳定性、延长了存储时间,通过所述稳定剂与1,3,6‑己烷三腈添加剂之间的协同作用,有效改善了电池的循环和高温存储性能。
Description
技术领域
本发明属于电解液技术领域,具体涉及一种非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池自从商业化以来,由于它的轻便、比能量高、无记忆效应、循环性能好,被广泛用于数码、储能、动力、军用航天和通讯设备等领域。随着锂离子电池的广泛应用,消费者对锂离子电池的能量密度、循环寿命、高温性能、安全性等性能提出了更高的要求。
提高能量密度的方式主要有以下几种,一方面可以提高电池的充电电压、采用充电电压更高的正极、采用工艺提高现有电池的电压或采用高容量的高镍正极或富锂正极材料;另一方面可以采用高能量密度的硅碳等负极材料;还有就是通过减少或减薄铝塑膜、隔膜、铝箔、铜箔等主材的厚度及提高正、负极的压实密度和/或面密度等方法来提高能量密度。
提高电池的充电电压是目前行业广泛采用的方法,但是提高电池的充电电压会对电池带来如下的危害:一、正极处于高电压下,表面过渡金属离子处于高氧化态,容易氧化电解液;二、电解液中的锂盐或添加剂中的残余物质可能会产生的HF或HCl会腐蚀过渡金属离子,导致过渡金属离子溶出,同时影响电解液的酸度;三、过渡金属离子溶出迁移到负极发生还原会导致负极SEI膜的破坏,而后电解液重新被还原,可能会导致电池的产气。
电解液是改善锂离子电池性能的重要因素,而电解液中的添加剂又是一个关键的组分。目前改善高电压电池体系的电解液,主要是通过加入正、负极的保护添加剂或成膜添加剂,减少副反应的产生以达到稳定正极、负极的目的,从而改善电池的性能。
发明内容
为了改善现有技术的不足,本发明的目的是提供一种非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池。所述非水电解液是通过在含1,3,6-己烷三腈添加剂的电解液中加入亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺等稳定剂中的一种或几种,用来稳定电解液,提高其热稳定性和延长其存储时间,通过它们的协同作用,可改善电池的循环和高温存储性能。
发明人经过大量的实验研究发现,1,3,6-己烷三腈的制备过程中会产生包括丙烯腈或残余氯等的杂质,含有杂质的1,3,6-己烷三腈作为添加剂加入电解液中会导致该添加剂的色度较高,此外残余氯会与电池体系中产生的氢自由基结合产生HCl,同时电解液中的锂盐LiPF6会分解产生PF5、而PF5会和水发生反应产生HF,影响电解液的酸度同时可能会和正极表面高氧化态的过渡金属离子发生副反应,腐蚀正极表面的过渡金属,破坏正极,此外,正极溶出的过渡金属离子迁移到负极,会破坏负极SEI膜,从而影响电池性能。
本发明通过在含1,3,6-己烷三腈添加剂的电解液中加入亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺等稳定剂中的一种或几种,有效解决了上述问题,改善了电池的循环和高温存储性能。
其中,亚磷酸三苯酯的加入可延长电解液的保质期且对电池的电化学性能没有负面影响;六甲基二硅胺烷的加入可提高电解液的存储稳定性及热稳定性;二异丙基碳二酰亚胺的加入可起到一定的脱水和除酸作用,对抑制色度上升有较好的效果;而1,3,6-己烷三腈本身作为腈类添加剂,在正极表面可以和表面的过渡金属离子进行络合,稳定表面的过渡金属,从而减少或抑制高电压下高氧化态正极对电解液的氧化,较少过渡金属离子的溶出。通过在含1,3,6-己烷三腈添加剂的电解液中引入亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺等稳定剂中的一种或几种,可以稳定电解液的色度或酸度,提高电解液的品质,提高电解液的热稳定性并延长其存储时间,通过稳定剂与1,3,6-己烷三腈添加剂之间的协同作用,有效改善了电池的循环和高温存储性能。
本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种非水电解液,所述电解液中含有锂盐、有机溶剂和添加剂,其特征在于,所述添加剂至少包括1,3,6-己烷三腈;另外,所述电解液中还含有稳定剂,所述稳定剂包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种。
根据本发明,所述1,3,6-己烷三腈占电解液总质量的0.1-5wt%。
根据本发明,所述亚磷酸三苯酯占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
根据本发明,所述六甲基二硅胺烷占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
根据本发明,所述二异丙基碳二酰亚胺占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
根据本发明,所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯(VC)、硫酸乙烯酯(DTD)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、丙烯磺酸内酯、丁二腈(SN)、戊二腈、己二腈(ADN)、庚二腈、辛二腈、葵二腈等、乙二醇双(丙腈)醚、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷(DENE)、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,2,3-三-(2-氰乙氧基)丙烷中的一种或几种。
根据本发明,所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(SO2CF3)2)、双(五氟乙基磺酰基)亚胺基锂(LiN(SO2C2F5)2)、三(三氟甲基磺酰)甲基锂(LiC(SO2CF3)3)或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)中的一种或两种以上。
根据本发明,所述有机溶剂选自碳酸酯(如环状碳酸酯、链状碳酸酯)、羧酸酯(如环状羧酸酯、链状羧酸酯)、醚类化合物(如环状醚类化合物、链状醚类化合物)、含磷化合物和含硫化合物中的至少一种;优选地,所述有机溶剂选自环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯、链状羧酸酯中的至少一种。
上述非水电解液的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
将有机溶剂、锂盐、至少含有1,3,6-己烷三腈的添加剂与包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种的稳定剂混合,制备得到所述非水电解液。
一种锂离子电池,所述锂离子电池包括上述的非水电解液。
本发明的有益效果:
本发明提供了一种非水电解液及含该非水电解液的锂离子电池。所述电解液是通过在含1,3,6-己烷三腈添加剂的电解液中加入亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺等稳定剂中的一种或几种,用来稳定电解液,提高其热稳定性和延长其存储时间,通过稳定剂与1,3,6-己烷三腈添加剂之间的协同作用,有效改善了电池的循环和高温存储性能。
具体实施方式
如前所述,本发明提供一种非水电解液,所述电解液中含有锂盐、有机溶剂和添加剂,所述添加剂至少包括1,3,6-己烷三腈;另外,所述电解液中还含有稳定剂,所述稳定剂包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种。
在本发明的一个方案中,所述1,3,6-己烷三腈(HTCN)占电解液总质量的0.1-5wt%,例如为0.3-3wt%,例如为0.5-1.5wt%。
在本发明的一个方案中,所述亚磷酸三苯酯占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
在本发明的一个方案中,所述六甲基二硅胺烷占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
在本发明的一个方案中,所述二异丙基碳二酰亚胺占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
在本发明的一个方案中,所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯(VC)、硫酸乙烯酯(DTD)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、丙烯磺酸内酯、丁二腈(SN)、戊二腈、己二腈(ADN)、庚二腈、辛二腈、葵二腈等、乙二醇双(丙腈)醚、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷(DENE)、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,2,3-三-(2-氰乙氧基)丙烷中的一种或几种,其用量占占电解液总质量的0-5wt%。
在本发明的一个方案中,所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(SO2CF3)2)、双(五氟乙基磺酰基)亚胺基锂(LiN(SO2C2F5)2)、三(三氟甲基磺酰)甲基锂(LiC(SO2CF3)3)或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)中的一种或两种以上。
在本发明的一个方案中,所述锂盐占电解液总质量的10-18wt%。
在本发明的一个方案中,所述有机溶剂选自碳酸酯(如环状碳酸酯、链状碳酸酯)、羧酸酯(如环状羧酸酯、链状羧酸酯)、醚类化合物(如环状醚类化合物、链状醚类化合物)、含磷化合物和含硫化合物中的至少一种。优选地,所述有机溶剂选自环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯、链状羧酸酯中的至少一种。
其中,所述碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基正丙基酯、碳酸乙基正丙基酯、碳酸二正丙酯、双(氟甲基)碳酸酯、双(二氟甲基)碳酸酯、双(三氟甲基)碳酸酯、双(2-氟乙基)碳酸酯、双(2,2-二氟乙基)碳酸酯、双(2,2,2-三氟乙基)碳酸酯、2-氟乙基甲基碳酸酯、2,2-二氟乙基甲基碳酸酯和2,2,2-三氟乙基甲基碳酸酯中的至少一种。
其中,所述羧酸酯选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸异丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、异丁酸甲酯、异丁酸乙酯、戊酸甲酯、戊酸乙酯、特戊酸甲酯和特戊酸乙酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸丙酯、三氟乙酸丁酯、三氟乙酸和2,2,2-三氟乙酯中的至少一种。
其中,所述醚类化合物选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、2-甲基-1,3-二氧戊环、4-甲基1,3-二氧戊环、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、二甲氧基丙烷、二甲氧基甲烷、1,1-二甲氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、二乙氧基甲烷、1,1-二乙氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基甲烷、1,1-乙氧基甲氧基乙烷和1,2-乙氧基甲氧基乙烷中的至少一种。
其中,所述含磷化合物选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸二甲基乙酯、磷酸甲基二乙酯、磷酸亚乙基甲酯、磷酸亚乙基乙酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三苯酯、磷酸三(2,2,2-三氟乙基)酯和磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯中的至少一种。
其中,所述含硫化合物选自环丁砜、2-甲基环丁砜、3-甲基环丁砜、二甲基砜、二乙基砜、乙基甲基砜、甲基丙基砜、二甲基亚砜、甲磺酸甲酯、甲磺酸乙酯、乙磺酸甲酯、乙磺酸乙酯、硫酸二甲酯、硫酸二乙酯和硫酸二丁酯中的至少一种。
在本发明的一个方案中,所述有机溶剂占电解液总质量的60wt%-88wt%。
如前所述,本发明还提供上述非水电解液的制备方法,所述方法包括:
将有机溶剂、锂盐、至少含有1,3,6-己烷三腈的添加剂与包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种的稳定剂混合,制备得到所述非水电解液。
在本发明的一个方案中,所述混合没有加料顺序的限定;或者按照有机溶剂、锂盐、添加剂和稳定剂的顺序先后加入。
如前所述,本发明还提供一种锂离子电池,所述锂离子电池包括上述的非水电解液。
在本发明的一个方案中,所述的锂离子电池还进一步包括正极片、负极片和隔膜,所述隔膜设置在正极片和负极片中间。在正极片和负极片之间设置的隔膜可以防止两个极片接触导致的电流短路,同时可使锂离子通过。
在本发明的一个方案中,所述负极包括负极集流体和设置在所述负极集流体的一个或两个表面上的负极活性物质层。
其中,所述负极集流体选自铜箔,例如为电解铜箔或压延铜箔。
其中,所述负极活性物质层包括负极活性物质和负极粘结剂。
在一些实施例中,所述负极活性物质为任何能够脱嵌锂离子等金属离子的物质。
在一些实施例中,所述负极活性物质可以为碳素材料、硅基材料、锡基材料或它们对应的合金材料中的一种或多种。
在一些实施例中,负极活性物质的可充电容量大于正极活性物质的放电容量,以防止在充电期间锂金属析出在负极上。
在一些实施例中,负极粘结剂包含但不限于丁苯橡胶、氟类橡胶和乙烯丙烯二烯、羟烷基甲基纤维素中的一种或多种。
其中,所述负极活性物质层还可以进一步包含导电剂,所述导电剂可以为石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。
在本发明的一个方案中,所述正极包括正极集流体和设置在所述正极极集流体的一个或两个表面上的正极活性物质层。
其中,所述正极集流体选自铝箔。
其中,所述正极活性物质层包括正极活性物质和正极粘结剂。
在一些实施例中,所述正极活性物质为层状锂复合氧化物、锰酸锂、钴酸锂混三元材料中的一种或几种,所述的层状锂复合氧化物通式为Li1+xNiyCozM(1-y-z)Y2,其中,-0.1≤x≤1;0≤y≤1,0≤z≤1,且0≤y+z≤1;其中,M为Mg、Zn、Ga、Ba、Al、Fe、Cr、Sn、V、Mn、Sc、Ti、Nb、Mo、Zr中的一种或几种;Y为O、F、P中的一种或几种。
在一些实施例中,所述正极粘结剂可以为高分子材料,包括但不限于聚偏二氟乙烯和聚酰亚胺。
其中,所述正极还可以进一步包含导电剂,导电剂可以为石墨、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。
在本发明的一个方案中,正极活性物质在涂布时,其压实密度为17.04mg/cm3,面密度为4.05mg/cm2;负极活性物质在涂布时,其压实密度为1.65mg/cm3,面密度为9.5mg/cm2。
在本发明的一个方案中,所述隔膜选自多孔薄膜。
其中,所述隔膜多为聚合物制成的多孔薄膜。
在一些实施例中,所述聚合物包括但不限于:聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚醚、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫、聚乙烯萘、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯和聚丙烯。
在一些实施例中,所述隔膜还包括设置在所述上述多孔薄膜的一个或两个表面上的有机物或无机物涂层。
在一些实施例中,所述的无机物具体可以包括但不限于:BaTiO3、Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1-yTiyO3、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3、二氧化铪(HfO2)、SrTiO3、SnO2、CeO2、MgO、NiO、CaO、ZnO、ZrO2、SiO2、Y2O3、Al2O3、SiC、TiO2及其混合物。
在一些实施例中,所述的有机物具体可以包括但不限于:氰乙基普鲁兰、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚酰亚胺、聚环氧乙烷、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素和乙酸丙酸纤维素及其混合物。
在本发明的一个方案中,所述锂离子电池的充电截止电压在4.25V以上。
下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解,下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明,而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例1
(1)正极片制备
将正极活性材料4.4V钴酸锂(LCO)、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、导电剂乙炔黑按照重量比97:1.5:1.5进行混合,加入N-甲基吡咯烷酮(NMP),在真空搅拌机作用下搅拌,直至混合体系成均一流动性的正极浆料;将正极浆料均匀涂覆于厚度为10μm的铝箔上;将上述涂覆好的铝箔在5段不同温度梯度的烘箱烘烤后,再将其在100-130℃的烘箱干燥4-10h,然后经过辊压、分切得到所需的正极片。
(2)负极片制备
将负极活性材料石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶、导电剂按照重量比97:1:1:1进行混合,加入去离子水,在真空搅拌机作用下获得负极浆料;将负极浆料均匀涂覆在厚度为9μm的铜箔上;将铜箔在室温晾干后转移至75-100℃烘箱干燥6-12h,然后经过冷压、分切得到负极片。
(3)电解液制备
在充满氩气水氧含量合格的手套箱中,将碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸正丙酯按照质量比20:10:25:45的比例混合均匀(溶剂最后要和添加剂及锂盐一起进行归一化),然后往其中快速加入14%的充分干燥的六氟磷酸锂(LiPF6),溶解于有机溶剂中,其次加入7wt%FEC、4wt%PS、2wt%ADN、1wt%DENE、1.3wt%HTCN、0.5wt%DTD、1wt%LiFSI、0.3wt%LiPO2F2,最后加入100ppm的亚磷酸三苯酯,将上述混合物进行搅拌均匀得到所需基准的电解液。
(4)隔离膜的制备
选用7~9μm厚的聚乙烯隔离膜(旭化成公司提供)。
(5)锂离子电池的制备
将上述准备的正极片、隔离膜、负极片按顺序叠放好,保证隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用,然后通过卷绕得到未注液的裸电芯;将裸电芯置于外包装箔中,将上述制备好的电解液注入到干燥后的裸电芯中,经过真空封装、静置、化成、整形、分选等工序,获得所需的锂离子电池。
(6)25℃常温循环实验:
测试前测试满电电芯的厚度D0,将电池置于(25±3)℃环境中,静置1.5-3个小时,待电芯本体达到(25±3)℃时,电池按照1C充到4.25V,再0.7C充到4.35V,再4.35V恒压充到截止电流0.05C,再以1C放电到3V,记录初始容量Q0,当循环达到所需的次数或厚度超过测试要求的厚度时,以前一次的放电容量作为电池的容量Q1,再把电池满电,电芯取出后,常温静置1-3小时,测试满电厚度D1。记录结果如表2。
其中用到的计公式如下:
厚度变化率(%)=(D1-D0)/D0*100%
容量保持率(%)=Q1/Q0*100%
(7)45℃高温循环实验:
测试前测试满电电芯的厚度D0,将电池置于(45±3)℃环境中,静置1.5-3个小时,待电芯本体达到(45±3)℃时,电池按照0.7C/0.5C充放电,截止电流0.05C,再以0.5C放电,记录初始容量Q0,当循环达到所需的次数或容量衰减率低于70%或厚度超过测试要求的厚度时,以前一次的放电容量作为电池的容量Q1,再把电池满电,芯取出后,常温静置1-3小时,测试此时满电厚度D1。记录结果如表2。
其中用到的计算公式如下:
厚度变化率(%)=(D1-D0)/D0*100%
容量保持率(%)=Q1/Q0*100%
(8)60℃高温存储测试
在25℃下,将化成后的电池按照1C充到4.25V,再0.7C充到4.35V,再4.35V恒压充到截止电流0.05C,然后用0.5C恒流放电至3.0V,然后1C充到4.25V,再0.7C充到4.35V,再4.35V恒压充到截止电流0.05C,置于60℃的环境中搁置30天后。厚度膨胀率计算公式如下:
膨胀率(%)=(D1-D0)/D0*100%
其中,D1为高温存储后的电池厚度,D0为高温存储前的电池厚度。记录结果如表2。
其他实施例和对比例
其他实施例和对比例的制备过程同实施例1,区别仅在于电解液中添加剂的组分和含量不同,具体如下述表1所示。
表1
表2实施例和对比例实验结果对比
通过对比实施例1-3和对比例1-3/4,可以发现加入亚磷酸三苯酯可以改善电池的25℃循环和45℃循环的容量保持率和厚度及改善电池的60℃高温存储性能,但含量过低时,改善效果不明显,而含量过高时虽然可以改善循环厚度和60℃存储厚度,但是会劣化循环性能;对比实施例1和对比例2,可以发现,不加1,3,6-己烷三腈只加亚磷酸三苯酯稳定剂,循环和存储性能均明显变差;对比实施例5和对比例1/5,可以发现,在电解液中加入六甲基二硅胺烷,可以改善电池的循环和高温存储性能,但含量过低没什么效果;对比实施例6和对比例1/6,可以发现加入二异丙基碳二酰亚胺可以改善电池的循环和高温存储性能,但含量过高会劣化循环性能。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。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 (10)
1.一种非水电解液,所述电解液中含有锂盐、有机溶剂和添加剂,其特征在于,所述添加剂至少包括1,3,6-己烷三腈;另外,所述电解液中还含有稳定剂,所述稳定剂包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述1,3,6-己烷三腈占电解液总质量的0.1-5wt%。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,所述亚磷酸三苯酯占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的非水电解液,其特征在于,所述六甲基二硅胺烷占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的非水电解液,其特征在于,所述二异丙基碳二酰亚胺占电解液总质量的20-300ppm,优选50-150ppm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的非水电解液,其特征在于,所述添加剂还包括碳酸亚乙烯酯(VC)、硫酸乙烯酯(DTD)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯、丙烯磺酸内酯、丁二腈(SN)、戊二腈、己二腈(ADN)、庚二腈、辛二腈、葵二腈等、乙二醇双(丙腈)醚、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷(DENE)、1,2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1,2,3-三-(2-氰乙氧基)丙烷中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiODFB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(SO2CF3)2)、双(五氟乙基磺酰基)亚胺基锂(LiN(SO2C2F5)2)、三(三氟甲基磺酰)甲基锂(LiC(SO2CF3)3)或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的非水电解液,其特征在于,所述有机溶剂选自碳酸酯(如环状碳酸酯、链状碳酸酯)、羧酸酯(如环状羧酸酯、链状羧酸酯)、醚类化合物(如环状醚类化合物、链状醚类化合物)、含磷化合物和含硫化合物中的至少一种;优选地,所述有机溶剂选自环状碳酸酯、链状碳酸酯、环状羧酸酯、链状羧酸酯中的至少一种。
9.权利要求1-8任一项所述非水电解液的制备方法,其特征在于,所述方法包括:
将有机溶剂、锂盐、至少含有1,3,6-己烷三腈的添加剂与包括亚磷酸三苯酯、六甲基二硅胺烷、二异丙基碳二酰亚胺中的一种或几种的稳定剂混合,制备得到所述非水电解液。
10.一种锂离子电池,所述锂离子电池包括权利要求1-8任一项所述的非水电解液。
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