CN113346140A - 一种电解液及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电解液及其应用。本发明的电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂；其中，所述添加剂包括锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂；所述含硫添加剂包括环状磺酸酯、环状硫酸酯和含氧硫醇化合物中的至少一种；基于所述电解液的总质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量为0.5‑5％，所述氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.05‑6％，所述含硫添加剂的质量百分含量为0.05‑8％。使用本发明的电解液可以获得能够兼具好的循环性能、存储性能和倍率性能的锂离子电池。

Description

一种电解液及其应用
技术领域
本发明涉及一种电解液及其应用，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
随着社会的发展，人们对电池的循环性能、存储稳定性和倍率性能要求越来越高。现有技术中，为了提高锂离子电池的循环性能性能和倍率性能，提供了一种含有硅烷磷酸酯或硼酸酯化合物的电解液，该电解液应用于锂离子电池时，虽然可以改善锂离子电池的低温放电性能和高温循环性能，但是该电解液制得的锂离子电池的存储稳定性较差。
因此，急需提供一种可以使锂离子电池兼具良好的循环性能、存储稳定性和倍率性能的电解液。
发明内容
本发明提供一种电解液，使用该电解液制备的锂离子电池，具有很好的循环性能、存储性能和倍率性能。
本发明提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有很好的循环性能、存储性能和倍率性能。
本发明提供一种电子设备，该电子设备的驱动源和/或能量存储源，具有很好的循环性能、存储性能和倍率性能。
本发明提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂；
其中，所述添加剂包括锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂；
所述含硫添加剂包括环状磺酸酯、环状硫酸酯和含氧硫醇化合物中的至少一种；
基于所述电解液的总质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量为0.5-5％，所述氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.05-6％，所述含硫添加剂的质量百分含量为0.05-8％。
如上所述的电解液，其中，所述锂盐添加剂包括LiBF4、LiFSI、LiODFB、LiODFP和LiPF2O2中的至少一种。
如上所述的电解液，其中，所述氟代环状硅氧烷添加剂包括三氟丙基甲基环三硅氧烷和四甲基-四(三氟丙基)环四硅氧烷中的至少一种。
如上所述的电解液，其中，所述环状磺酸酯包括1,3-丙烷磺内酯和2,4-丁烷磺内酯中的至少一种；和/或，
所述含氧硫醇化合物包括苯并二氧硫醇四氧硫醇、二氧硫醇四氧化物和4-氟磺酰氧基-2.2-二氧代-1,3,3λ6-苯丙二氧硫杂醇中的至少一种；和/或，
所述环状硫酸酯包括硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸丙烯酯中的至少一种。
如上所述的电解液，其中，所述锂盐为LiPF6。
如上所述的电解液，其中，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、环丁砜、二甲亚砜、γ-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧六环和1,4二氧六环中的至少一种。
如上所述的电解液，其中，基于所述电解液的总质量，所述氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.1-3％。
如上所述的电解液，其中，基于所述电解液的总质量，所述含硫添加剂的质量百分含量为0.2-5％。
本发明还提供一种锂离子电池，包括上述的电解液。
本发明还提供一种电子设备，上述电子设备的驱动源和/或能量存储源包括上述的锂离子电池。
本发明通过使电解液中的添加剂包括锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂，并对电解液中锂盐添加剂的质量百分含量、电解液中氟代环状硅氧烷的质量百分含量以及电解液中含硫添加剂的质量百分含量进行特定选择，可以获得能够兼具好的循环性能、存储性能和倍率性能的锂离子电池。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的第一方面提供一种电解液，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂；
其中，添加剂包括锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂；
含硫添加剂包括环状磺酸酯、环状硫酸酯和含氧硫醇化合物中的至少一种；
基于电解液的总质量，锂盐添加剂的质量百分含量为0.5-5％，氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.05-6％，含硫添加剂的质量百分含量为0.05-8％。
根据本发明提供的方案，通过使电解液中的添加剂包括锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂，并对电解液中锂盐添加剂的质量百分含量、电解液中氟代环状硅氧烷的质量百分含量以及电解液中含硫添加剂的质量百分含量进行特定选择，可以获得能够兼具好的循环性能、存储性能和倍率性能的锂离子电池。发明人进行了分析，认为锂离子电池改善的原因可能在于：
电解液中的氟代环状硅氧烷可以在负极活性层的表面形成低阻抗的有机无机复合膜，可以在降低理离子电池阻抗的同时，有效缓冲在锂离子电池的充放电循环过程中，负极活性层由于脱嵌锂而引起的体积变化，可以提升锂离子电池的循环性能和倍率性能；电解液中的含硫添加剂可以在正极活性层的表面形成稳定的SEI膜，进而可以提高锂离子电池的循环性能；电解液中的锂盐添加剂可以分别在正极活性层和负极活性层的表面形成稳定的SEI膜，并且成膜阻抗低，可以提高锂离子电池的循环性能、存储性能和倍率性能。
进一步地，基于电解液的总质量，当锂盐添加剂的质量百分含量为0.5-5％、氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.05-6％、含硫添加剂的质量百分含量为0.05-8％时，可以在不降低电解液中锂盐的质量百分含量，不牺牲锂离子电池的倍率性能的同时，充分发挥锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂的作用，使锂离子电池兼具良好的循环性能、存储性能和倍率性能。
本发明中，基于电解液的总质量，当氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.1-3％、含硫添加剂的质量百分含量为0.2-5％时，所获得的锂离子电池具有更好的循环性能、存储性能和倍率性能。
在本发明的一些实施方式中，锂盐添加剂包括LiBF4、LiFSI、LiODFB、LiODFP和LiPF2O2中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，氟代环状硅氧烷添加剂包括三氟丙基甲基环三硅氧烷和四甲基-四(三氟丙基)环四硅氧烷中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，环状磺酸酯包括1,3-丙烷磺内酯和2,4-丁烷磺内酯中的至少一种；和/或，
含氧硫醇化合物包括苯并二氧硫醇四氧硫醇、二氧硫醇四氧化物和4-氟磺酰氧基-2.2-二氧代-1,3,3λ6-苯丙二氧硫杂醇中的至少一种；和/或，
环状硫酸酯包括硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸丙烯酯中的至少一种。
在本发明的一些实施方式中，锂盐为LiPF6。本发明中，使用LiPF6作为锂盐可以进一步提高锂离子电池的循环性能、倍率性能和存储性能，发明人推测是由于LiPF6具有以下优点：1)可以在负极活性层的表面形成稳定的SEI膜；2)有较宽的电化学稳定窗口；3)在各种有机溶剂中具有较好的溶解度和较高的电导率。
在本发明的一些实施方式中，有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、环丁砜、二甲亚砜、γ-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧六环和1,4二氧六环中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种锂离子电池，包括上述的电解液。
可以理解的是，本发明的锂离子电池还包括正极片、负极片、隔膜和外包装。本发明中，可以将正极片、隔膜和负极片层叠设置形成电芯，也可以将正极片、隔膜和负极片层叠设置后，再进行卷绕形成电芯，将电芯置于外包装中，注入本发明的电解液，即得到锂离子电池。
本发明中，正极片包括正极集流体和设置在正极集流体至少一个功能表面的正极活性层，正极集流体的功能表面指的是正极集流体面积最大的且相对设置的两个表面。
正极活性层包括至少一种能够脱嵌锂离子的正极活性材料。正极活性层还包括其他材料，如正极粘合剂和正极导电剂。
本发明中，为了提高锂离子电池的能量密度，正极活性材料包括含锂的化合物。
含锂的化合物包括锂过渡金属复合氧化物和锂过渡金属磷酸盐化合物中的至少一种。
锂过渡金属复合氧化物是包含锂元素和至少一种过渡金属元素的氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物是包含锂元素和至少一种过渡金属元素的磷酸盐化合物。
上述锂过渡金属复合氧化物和锂过渡金属磷酸盐化合物的化学式包括LixM1O2、LiyM2PO4和LizM3O4。其中，M1、M2和M3分别表示至少一种过渡金属元素，x、y和z的值根据充放电状态确定，通常情况，0.05≤x≤1.20，0.05≤y≤1.20。本发明中，为了使锂离子电池具有更高的充放电电压，过渡金属元素包括Co、Ni、Mn和Fe中的至少一种。
示例性地，锂过渡金属复合氧化物包括LiCoO2、LiNiO2、LiNi1-x-yMn(Al)xCoyO2、aLi2MnO3·(1-a)LiMO2和LiNixMn2-xO4。
锂过渡金属磷酸盐化合物包括LiFePO4，LiCoPO4和LiFe1-uMnuPO4(u<1)。使用上述的锂过渡金属磷酸盐化合物可以获得高电池容量且具有优异的循环性能的锂离子电池。
本发明中，在正极活性层的表面可以设置涂层，或者可以将正极活性材料与具有涂层的化合物混合，再形成具有涂层的正极活性层。涂层可以包括涂覆元素化合物、无机固态电解质涂层、聚合物电解质涂层和复合固态电解质涂层中的至少一种。涂覆元素化合物包括涂覆元素的氧化物、涂覆元素的氢氧化物、涂覆元素的羟基氧化物、涂覆元素的碳酸氧化物和涂覆元素的羟基碳酸盐中的至少一种。涂覆元素化合物可为无定形的或结晶的。
本发明对正极导电剂的具体材料不做特别限定，凡是不引起锂离子电池内部的化学变化的任何导电材料都属于本发明的保护范围之内。在一些实施方式中，正极导电剂可以包括碳材料、金属材料和导电聚合物中的至少一种。碳材料可以包括天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维和碳纳米管中的至少一种；金属材料可以包括铜、镍、铝和银中的至少一种，金属材料的形态可以是金属粉末，也可以是金属纤维；导电聚合物可以包括聚亚苯基衍生物中的至少一种。
本发明中，负极片可以包括负极集流体和设置在负极集流体至少一个功能表面的负极活性层，负极片也可以为金属箔。负极集流体的功能表面指的是负极集流体中面积最大且相对设置的两个表面。
负极活性层包括负极活性材料。本发明对负极活性材料的具体种类不做特别限定，可以根据实际需求选择本领域常用的负极活性材料。
示例性地，负极活性材料可以选自天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅氧化合物、硅、硅氧复合物、硅碳复合物、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、Li-Al合金和锂金属中中的至少一种。
本发明的隔膜可以选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和芳纶中的至少一种。本发明中，聚乙烯和聚丙烯对防止锂离子电池发生内部短路具有良好的作用，可以通过关断效应改善锂离子电池的稳定性。在一些实施方式中，聚乙烯可以选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯中的至少一种。
本申请的隔膜还可以包括多孔层，多孔层设置在隔膜的至少一个功能表面上。隔膜的功能表面指的是隔膜中面积最大且相对设置的两个表面。本发明通过在隔膜表面设置多孔层，可以提升隔膜的耐热性能、抗氧化性能和电解质浸润性能，增强隔膜与极片之间的粘接性。
在一些实施方式中，多孔层可以包括无机颗粒和粘结剂。无机颗粒可以选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO2)、二氧化铪(HfO2)、氧化锡(SnO2)、二氧化铈(CeO2)、氧化镍(NiO)、氧化锌(ZnO)、氧化钙(CaO)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、碳化硅(SiC)、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硫酸钡和氧化物固态电解质中的至少一种。粘结剂可以选自聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一种。
本发明的锂离子电池，由于包括上述的电解液，所以具有良好的循环性能、存储性能和倍率性能。
本发明的第三方面提供一种电子设备，上述电子设备的驱动源和/或能量存储源包括上述的锂离子电池。
上述锂离子电池可以用作电子设备的电源，也可以作为电子设备的能量存储单元。上述电子设备可以包括但不限于移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。
该电子设备由于包括上述锂离子电池，所以具有较长的使用寿命、较好的倍率性能。
以下，结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例和对比例
实施例和对比例的锂离子电池通过以下方法制备得到：
1)正极片
将正极活性材料LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、正极导电剂Super P、聚偏二氟乙烯(PVDF)按照质量比96:2:2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均匀，获得正极活性浆料，将正极活性浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔的两个功能表面之上，烘干，得到正极片；
其中，正极活性浆料的固含量为65wt％。
2)负极片
将负极活性材料石墨、导电剂Super P、羧甲基纤维素钠(CMC)、粘结剂丁苯橡胶(SBR)按照质量比95:2:1:2进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极活性浆料，将负极活性浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个功能表面之上，烘干，得到负极片；
其中，负极活性浆料的固含量为50wt％。
3)电解液
在干燥的氩气气氛手套箱中，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按照质量比EC:PC:EMC:DEC＝25:5:45:25进行混合，接着加入氟代碳酸乙烯酯(FEC)、LiFSI及实施例和对比例中的添加剂，溶解并充分搅拌后加入锂盐LiPF6，混合均匀后获得电解液；
其中，基于电解液的总质量，FEC的质量百分含量为3％，LiFSI的质量百分含量为1％，LiPF6的浓度为1.1mol/L。
4)锂离子电池
将步骤1)的正极片、隔膜和步骤2)的负极片按照正极片、隔膜和负极片的顺序层叠设置，然后进行卷绕得到电芯，向电芯上焊接极耳后，将电芯置于外包装铝塑膜中，注入步骤3)的电解液，经过真空封装、静置、化成、整形、容量测试等工序，获得锂离子电池；
其中，隔膜为12μm厚的聚乙烯(PE)隔膜。
具体的制备参数见表1。
性能测试
对实施例和对比例的锂离子电池分别进行以下测试，测试结果见表2。
1)锂离子电池循环性能测试
将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以0.5C恒流充电至电压为4.35V，然后以4.35V恒压充电至电流为0.05C，接着以0.5C恒流放电至电压为2.8V，此为一个充放电循环。如此充电/放电，分别计算电池循环300次后的容量保持率。
2)锂离子电池倍率性能测试
将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以0.5C恒流充电至电压为4.35V，然后以4.35V恒压充电至电流为0.05C，接着分别以0.5C，3C恒流放电至电压为2.8V，测试3C放电容量与0.5C放电容量，3C放电容量与0.5C放电容量的比乘以100％称为3C放电容量保持率。
3)锂离子电池低温性能测试
将锂离子电池置于-20℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以0.2C恒流充电至电压为4.35V，然后以4.35V恒压充电至电流为0.05C，接着分别以0.2C，恒流放电至电压为2.8V，测试0.2C低温放电容量与室温放电容量，0.2C低温放电容量与室温放电容量的比乘以100％称为低温放电容量保持率。
4)高温存储性能测试
在常温下，将锂离子电池以0.5C恒流充电至电压高于4.35V，然后以4.35V恒压充电至电流低于0.05C，测试此时锂离子电池的厚度并记为T0。接着将满充状态的锂离子电池置于60℃的烘箱中存储20天，结束后将锂离子电池取出，测试此时锂离子电池的厚度并记为T1。每个实施例和对比例的锂离子电池测试3只，取其平均值；
锂离子电池的厚度膨胀率ε＝(T1-T0)/T0×100％。
表1
Figure BDA0003095016640000091
Figure BDA0003095016640000101
表1中，A为三氟丙基甲基环三硅氧烷，B为四甲基-四(三氟丙基)环四硅氧烷，a为1,3丙烷磺内酯，b为苯并二氧硫醇，c为甲烷二磺酸亚甲酯，I为LiBF4，II为LiODFP，III为LiPF2O2。
表2
ε(％) -20℃放电容量保持率(％) 循环300次后的容量保持率(％) 3C放电容量保持率(％)
实施例1 5.2 81.8 92.5 91.6
实施例2 8.1 80.3 91.3 90.4
实施例3 5.1 82.0 93.1 92
实施例4 6.2 82.2 92.7 92.3
实施例5 7.4 82.5 92.3 92.6
实施例6 6.7 81.6 91.9 91.5
实施例7 8.6 82.0 91.1 92.1
实施例8 7.5 81.9 91.6 91.8
实施例9 4.8 79.6 92.6 89.4
实施例10 3.8 83.4 92.8 92.9
实施例11 5.3 82.6 92.7 92.5
实施例12 5.1 81.1 91.8 91.0
实施例13 5.2 82.2 92.1 92.3
实施例14 5.5 82.6 92.5 92.7
实施例15 5.9 83.1 92.6 92.8
实施例16 6.2 81.5 92.6 91.4
实施例17 6.1 81.8 92.8 91.7
实施例18 6.2 80.2 90.5 90.1
对比例1 32.6 77.3 79.4 87.3
对比例2 15.9 78.8 84.5 88.4
对比例3 15.7 79.2 85.1 89.2
对比例4 5.6 78.7 86.2 88.6
从表2可以看出，本发明实施例的电解液制备的锂离子电池与对比例的电解液制备的锂离子电池相比，实施例的锂离子电池兼具良好的循环性能、存储性能和倍率性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电解液，其特征在于，包括锂盐、有机溶剂以及添加剂；
其中，所述添加剂包括锂盐添加剂、氟代环状硅氧烷添加剂和含硫添加剂；
所述含硫添加剂包括环状磺酸酯、环状硫酸酯和含氧硫醇化合物中的至少一种；
基于所述电解液的总质量，所述锂盐添加剂的质量百分含量为0.5-5％，所述氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.05-6％，所述含硫添加剂的质量百分含量为0.05-8％。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐添加剂包括LiBF4、LiFSI、LiODFB、LiODFP和LiPF2O2中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述氟代环状硅氧烷添加剂包括三氟丙基甲基环三硅氧烷和四甲基-四(三氟丙基)环四硅氧烷中的至少一种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于，所述环状磺酸酯包括1,3-丙烷磺内酯和2,4-丁烷磺内酯中的至少一种；和/或，
所述含氧硫醇化合物包括苯并二氧硫醇四氧硫醇、二氧硫醇四氧化物和4-氟磺酰氧基-2.2-二氧代-1,3,3λ6-苯丙二氧硫杂醇中的至少一种；和/或，
所述环状硫酸酯包括硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亚甲酯和硫酸丙烯酯中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电解液，其特征在于，所述锂盐为LiPF6。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丙烯酸甲酯、环丁砜、二甲亚砜、γ-丁内酯、四氢呋喃、1,3-二氧六环和1,4二氧六环中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述氟代环状硅氧烷添加剂的质量百分含量为0.1-3％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电解液，其特征在于，基于所述电解液的总质量，所述含硫添加剂的质量百分含量为0.2-5％。
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电解液。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备的驱动源和/或能量存储源包括权利要求9所述的锂离子电池。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113839093A (zh) * 2021-09-16 2021-12-24 湖州昆仑亿恩科电池材料有限公司 一种锂离子电池非水电解液及其应用
CN114335732A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 中化国际(控股)股份有限公司 一种锂离子电池电解液

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107293785A (zh) * 2017-06-02 2017-10-24 山东大学 一种不可燃锂离子电池电解液及其制备方法
CN111200164A (zh) * 2020-01-09 2020-05-26 中南大学 一种锂离子电池电解液及锂离子电池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107293785A (zh) * 2017-06-02 2017-10-24 山东大学 一种不可燃锂离子电池电解液及其制备方法
CN111200164A (zh) * 2020-01-09 2020-05-26 中南大学 一种锂离子电池电解液及锂离子电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113839093A (zh) * 2021-09-16 2021-12-24 湖州昆仑亿恩科电池材料有限公司 一种锂离子电池非水电解液及其应用
CN114335732A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 中化国际(控股)股份有限公司 一种锂离子电池电解液

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