CN113506909B - 一种锂电池及其电解质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池及其电解质，包括：正极、负极、电解质和隔膜，所述电解质和所述隔膜介于所述正极和负极之间，所述电解质包括氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一，所述电解质还包括锂盐。由于电解质成分皆为无机物，在高温条件下，不会燃烧，进而使得锂电池安全性较好。

Description

一种锂电池及其电解质
技术领域
本发明涉及一种锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池及其电解质。
背景技术
目前随着全球新能源汽车产业的快速发展，新能源产业也得到蓬勃发展。从目前国内新能源汽车产业来看，发展电动车是环境保护和产业升级的必然趋势。随着电动汽车销售量越来越大，动力电池的需求也越来越大，同时对动力电池的容量、电压以及使用寿命都提出了更高的要求。
现有锂电池的电解质通常为有机电解液，而有机电解液在高温下会燃烧，从而使得锂电池安全性较低。
发明内容
本发明实施例目的旨在提供一种锂电池及其电解质，用于解决现有锂电池安全性较低的问题。
本发明实施例公开了一种锂电池，包括：正极、负极、电解质和隔膜，所述电解质和所述隔膜介于所述正极和负极之间，所述电解质包括氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一，所述电解质还包括锂盐。
优选的，所述锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少之一。
优选的，所述电解质进一步包括锶盐，所述锶盐包括氯化锶、碳酸锶、硫酸锶、钛酸锶和磷酸锶中的至少之一。
优选的，所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为5：1至9：1。
优选的，所述电解质中锶盐质量占比1-10％；所述电解质为固态粉末混合物或者固液混合物；
当所述电解质为固液混合物时，氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一及锂盐90％以上为固态，锶盐50％以上为液态。
本发明实施例还公开了一种锂电池电解质，所述电解质包括氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一，所述电解质还包括锂盐。
优选的，所述锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少之一。
优选的，所述电解质进一步包括锶盐，所述锶盐包括氯化锶、碳酸锶、硫酸锶、钛酸锶和磷酸锶中的至少之一。
优选的，所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为5：1至9：1。
优选的，所述电解质中锶盐质量占比1-10％；所述电解质为固态粉末混合物或者固液混合物；
当所述电解质为固液混合物时，氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一及锂盐90％以上为固态，锶盐50％以上为液态。
本发明实施例公开的锂电池及其电解质，由于成分皆为无机物，在高温条件下，不会燃烧，进而使得锂电池安全性较好。
附图说明
图1为本发明一个实施例的锂电池结构示意图。
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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明的一个实施例的锂电池结构示意图。所述一种锂电池10，包括：正极11、负极12、电解质13和隔膜14，所述电解质13和隔膜14介于正极11和负极12之间。所述电解质13进一步散布在正极11间隙中。所述一种锂电池10进一步包括第一集流体18和第二集流体19，所述第一集流体18用于汇集正极11电流，所述第二集流体19用于汇集负极12电流。所述正极11、负极12、电解质13、隔膜14、第一集流体18和第二集流体19皆密封置于壳体(图未示)内。
所述正极11包括锂钴酸镍、锂钴酸氧化物、NCM(比例不限)、NCA、LiFePO4、LiMnO4中的一种或两种以上的组合。
所述负极12包括碳负极材料、硅基负极材料、锡基负极材料、纳米负极材料中的一种或两种以上的组合。
所述电解质13包括氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一，所述电解质13还包括锂盐，所述锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少之一，优选的，所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为5：1至9：1，例如5：1、6：1、7：1、8：1、9：1。优选的，所述电解质13还包括锶盐，所述锶盐包括氯化锶、碳酸锶、硫酸锶、钛酸锶和磷酸锶中的至少之一，所述电解质13中锶盐质量占比1-10％，所述锶盐用于改善所述正极11的界面活性，提高正极材料的充放电性能。为了便于加工制造，所述电解质的形态可以为固态粉末混合物或者固液混合物；
当所述电解质为固液混合物时，生产制造工艺较简单，便于均匀涂覆电解质，品质控制难度低，工艺成本也较低，氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一及锂盐90-95％为固态，锶盐50％以上为液态。
所述锂盐有利于提供良好的锂离子转移能力，锂盐比例提升时，有利于促进锂离子交换，但锂盐比例较高时，游离状态的锂离子浓度过大，将抑制正极材料的电化学反应。所以当所述正极11内阻较大时，所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为5：1，综合性能最佳；所以当所述正极11内阻正常时，所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为9：1，综合性能最佳。其中，所述电解质13采用固态氯化钠时，可以有效减少电极腐蚀的问题发生。优选的，所述电解质13为固态时，综合性能最佳。
所述隔膜14为聚合物隔膜，所述聚合物隔膜为多孔结构，所述多孔结构为贯穿孔，优选的所述贯穿孔为曲折贯穿孔。在固态锂电池结构中，通常不需要隔膜，但在本实施例中，为了优化电解质工艺流程，保留了隔膜，在生产制造过程中，所述电解质13可以涂覆在隔膜14表面，当所述电解质13为固液混合物时，生产制造工艺较简单。
优选的，需要进一步将所述锂电池10中的液体质量占比控制在10％-0.01％，具体可通过微波加热、电加热等方式烘干，将所述锂电池10中的液体质量占比控制在指定范围内，使得所述锂电池10处于半固态、准固态，甚至全固态状态，可以进一步提高所述锂电池10的安全性和稳定性。
本发明实施例提供的锂电池及其电解质，由于成分皆为无机物，在高温条件下，不会燃烧，进而使得锂电池安全性较好。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。

Claims (8)

1.一种锂电池，包括：正极、负极、电解质和隔膜，所述电解质和所述隔膜介于所述正极和负极之间，其特征在于：所述电解质成分皆为无机物，所述电解质包括氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一，所述电解质还包括锂盐；所述电解质进一步包括锶盐，所述锶盐包括氯化锶、碳酸锶、硫酸锶、钛酸锶和磷酸锶中的至少之一。
2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少之一。
3.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为5：1至9：1。
4.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述电解质中锶盐质量占比1-10％；所述电解质为固态粉末混合物或者固液混合物；
当所述电解质为固液混合物时，氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一及锂盐90％以上为固态，锶盐50％以上为液态。
5.一种锂电池电解质，其特征在于：所述电解质成分皆为无机物，所述电解质包括氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一，所述电解质还包括锂盐；所述电解质进一步包括锶盐，所述锶盐包括氯化锶、碳酸锶、硫酸锶、钛酸锶和磷酸锶中的至少之一。
6.根据权利要求5所述的电解质，其特征在于：所述锂盐包括氯化锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少之一。
7.根据权利要求5所述的电解质，其特征在于：所述氯化钠、氯化钾或氯化钙与所述锂盐的质量比为5：1至9：1。
8.根据权利要求5所述的电解质，其特征在于：所述电解质中锶盐质量占比1-10％；所述电解质为固态粉末混合物或者固液混合物；
当所述电解质为固液混合物时，氯化钠、氯化钾或氯化钙中的至少之一及锂盐90％以上为固态，锶盐50％以上为液态。
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