CN114094181A - 一种锂离子电解液、制备方法以及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开一种锂离子电解液、制备方法以及锂离子电池。所述锂电池电解液包括：碳酸脂类有机溶剂，锂盐，及添加剂，所述添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯；所述添加剂具有如下通式：
其中n＝50‑3000，X为腈基或胺基；以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为1％‑10％。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，更具体地，本申请涉及一种锂离子电解液、制备方法以及锂离子电池。
背景技术
锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、安全无污染等一系列优点，已经广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机等众多便携式通信、娱乐等电子产品中，并逐渐向电动汽车等领域扩展应用范围。
随着锂离子电池市场化不断深入，人们对电池的期望越来越高。锂离子电池在过充电过程中的容易产生安全性问题以及产生气体易发生膨胀，现有技术中锂离子电解液中的氧化-还原添加剂不能充分消除过充中的过载电流，例如采用丙烯酸脂单体作为添加剂，添加剂容易分解导致电池内部产气膨胀，对电池高温使用或循环使用产生不利影响。
发明内容
本申请的一个目的是提供一种锂离子电解液新的技术方案，以改善锂离子电池过放电的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，提供一种锂离子电解液。所述锂离子电解液包括：
碳酸脂类有机溶剂，
锂盐，及
添加剂，所述添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯；
所述添加剂具有如下通式：
其中n＝50-3000，X为腈基或胺基；
以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为1％-10％。
可选地，所述添加剂的重均分子量为1w-30w。
可选地，所述锂盐选自LiPF6，LiBF6，LiSbF6中的至少一种。
可选地，所述添加剂包括乙腈基聚丙烯酸甲酯、丙胺基聚丙烯酸甲酯中的至少一种。
可选地，所述碳酸酯类有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。
根据本申请另一方面，提供一种所述锂离子电解液的制备方法，所述方法包括：
将所述添加剂加入到所述碳酸脂类有机溶剂得到第一混合液；
将所述第一混合液在预设温度进行加热，使所述添加剂完全溶解得到第二混合液；
将所述第二混合液冷却至室温，向所述第二混合液中添加所述锂盐得到所述电解液。
可选地，所述预设温度范围为45～60℃。
根据本申请另一方面，提供一种锂离子电池。所述锂离子电池包括：壳体，设置在所述壳体内的电芯组和电解液，所述电芯组包括电极片和隔膜；所述电解液为上述所述的电解液。
可选地，所述电极片包括集流体和涂布在所述集流体上的浆料层，所述浆料层的外表面设置有包覆层；
所述包覆层的材料包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
可选地，所述电极片包括集流体和涂布在所述集流体上的浆料层，所述浆料层的材料包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
在本申请的实施例中，提供一种锂离子电解液。本申请中添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。当所述锂离子电解液应用到锂离子电池，电解液添加剂中的腈基或胺基可以与铜集流体相互作用，在电池过放过程中，能够阻止铜集流体氧化溶出的不良过程发生。防止电池过放中铜集流体的析出，提升了电池安全性能。
附图说明
图1所示本申请制备锂离子电解液的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例对本申请实施例提供的锂离子电解液进行详细地说明。
本申请实施例提供了一种所述锂离子电解液。所述锂离子电解液包括：碳酸脂类有机溶剂，
锂盐，及
添加剂，所述添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯；
所述添加剂具有如下通式：
其中n＝50-3000，X为腈基或胺基；
以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为1％-10％。
具体地，现有技术中锂离子电解液的添加剂为丙烯酸单体，丙烯酸单体在电池内部在引发剂作用下完成聚合反应，进而生成丙烯酸酯类聚合物，但是受局部单体浓度、温度和引发剂的影响，丙烯酸单体存在局部无聚合、聚合程度不同、使得丙烯酸单体和引发剂存在残留的风险，影响电池性能发挥；另外，将丙烯酸单体、引发剂在电池内部一起加热，会引发电解液的分解副反应，不利于电池性能发挥。
相比于现有技术，本例子添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯；本例子添加剂不需要在锂离子电池内部产生聚合。本例子只热处理含有添加剂的碳酸脂类有机溶剂，不需要加热电解液、或含有电解液的电极片或电池，避免电解液在高温环境中副反应的发生。
本例子以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为1％-10％。添加剂的添加量太小，添加剂性能无法发挥；添加剂的添加过多，会对电池性能产生负面影响，例如电池循环寿命性能变差；本例子添加剂的质量占比在所述范围内，在不影响电池性能的情况下，提高电解液的介电常数。
本例子添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯；其中取代基X设置为腈基或胺基，能够防止电池过放中铜集流体的析出，提升电池安全性能；具体地，添加剂中的腈基或胺基可以与铜集流体相互作用，在过放中，阻止铜集流体氧化溶出的不良过程发生；
另一方面，当取代基X设置为腈基，本例子锂离子电解液能够减少电池中的水分，避免正极活性物质溶出和负极膜破坏再生成，保持电池容量稳定；具体地，添加剂中的腈基可以和水发生不可逆反应，消耗掉电池中的水分。
再一方面，本例子添加剂羰基的存在，可以很好的吸收和保留电解液，使得锂离子传输通道畅通，降低电池阻抗，抑制高温环境中电池产气，改善高温循环性能；添加聚丙烯酸甲酯聚合物到电解液中，聚合物粒径和分子量可控可选，电池一致性良好。
具体地，聚丙烯酸甲酯中的羰基有很好的保液能力，其不是单纯的羰基，另因为其无定形结构，锂离子更容易通过，降低电池阻抗，改善高温性能；在聚丙烯酸甲酯结构中引入腈基或胺基，在改善高温性能的基础上，改善放过放性能。
可选地，所述添加剂的重均分子量为1w-30w。本例子含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯的重均分子量为1w-30w，能够使添加剂充分溶解在碳酸脂类有机溶剂中，避免产生残余添加剂影响电池性能。另一方面，所述添加剂能够抑制电池内气体的产生。
可选地，所述添加剂未溶解之前为粉末状，其中粉末状的所述添加剂的颗粒粒径为100-1000nm。本例子添加剂的颗粒粒径在所述范围内能够使添加剂充分溶解在碳酸脂类有机溶剂中，避免产生残余添加剂影响电池性能。优选地，所述添加剂的颗粒粒径为200-500nm。
可选地，所述碳酸酯类有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。
可选地，所述锂盐选自LiPF6，LiBF6，LiSbF6等，所述锂盐浓度在1-1.5mol/L，锂盐浓度较小，电解液的性能因其离子传导性性能较低而变差；锂盐浓度较大，锂离子的迁移性因电解液的粘度增加而降低。
根据本申请另一方面，参照图1所示，提供一种所述锂离子电解液的制备方法，所述方法包括：
S101:将所述添加剂加入到所述碳酸脂类有机溶剂得到第一混合液；
S102:将所述第一混合液在预设温度进行加热，使所述添加剂完全溶解得到第二混合液；
S103:将所述第二混合与冷却至室温，向所述第二混合液中添加所述锂盐得到所述电解液。
本例子将得到的电解液按照正常生产工序注入到电池中；具体地，本例子将含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯按照预设值加入到碳酸脂类有机溶剂中得到第一混合液；在预设温度对所述第一混合液进行加热，使含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯能够完全溶解在碳酸脂类有机溶剂中。其中步骤S102并不需要在电池内部进行，本例子只热处理含有添加剂的有机溶剂，不需要加热电解液、或含有电解液的极片或电池，避免电解液在高温环境中副反应的发生。
可选地，所述预设温度范围为45～60℃。具体地，在所述预设温度范围内，含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯能够充分溶解在有机溶剂中。
根据本申请另一方面，提供一种锂离子电池。所述锂离子电池包括：壳体，设置在所述壳体内的电芯组和电解液，所述电芯组包括电极片和隔膜；所述电解液为上述所述的电解液。
本申请对电池的隔膜没有特别限制，可以选自本领域技术人员所公知的各种隔膜。例如所述隔膜可以选自锂离子电池中所用的各种具有电绝缘性和液体保持性能的隔膜；所述隔膜的设置位置、性能和种类为本领域技术人员所公知。
可选地，所述电极片包括集流体和涂布在所述集流体上的浆料层，所述浆料层的外表面设置有包覆层；
所述包覆层的材料包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
具体地，所述电极片可以是正极极片或者负极极片。
在一种实施例中，具体地，所述锂离子电池的电极片可以通过首先将溶剂、导电剂、极片活性物质、粘接剂混合，然后在室温下搅拌均匀形成稳定、均一的极片浆料，并将所述极片浆料涂覆在集流体上，再经过干燥、辊轧和裁片的方式得到所述电极片；极片浆料涂布在集流体上经过干燥在所述集流体上形成浆料层；
将含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯按照预设值加入到碳酸脂类有机溶剂中得到第一混合液；将所述第一混合液在45℃-60℃加热1小时，使所述含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将电极片浸泡在所述第二混合液中2-6H，取出烘干后，使得浆料层的外表面形成有含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯的包覆层。
本例子所述溶剂的种类和用量为本领域技术人员所公知。如所述溶剂可以选择羧甲基纤维素钠(CMC)、氮甲基吡咯烷酮(NMP)、水等能够形成糊状的任意溶剂。例如所述粘接剂可以选自丁苯乳胶(SBR)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)等中的一种或几种。
所述集流体可以是本领域常规用于锂离子电池电极片的各种集流体，如铜箔、铝箔等。
可选地，所述电极片包括集流体和涂布在所述集流体上的浆料层，所述浆料层的材料包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯
在一种具体地实施例中，具体地，将含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯按照预设值加入到碳酸脂类有机溶剂中得到第一混合液；将所述第一混合液在45℃-60℃加热1小时，使含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将所述第二混合液、溶剂、导电剂、粘合剂、极片活性物质混合，然后在室温下搅拌均匀形成稳定、均一的极片浆料，并将含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯的极片浆料涂覆在集流体上，再经过干燥、辊轧和裁片的方式得到所述电极片。本例子浆料层的材料中包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
本例子利用含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯能够良好保留电解液、锂离子的优良通道的性能，以降低电池阻抗、抑制电池产气、提升高温循环性能及防过放、除去水分等；
另一方面，依据正、负极阻抗和温度关联程度的差异，在浆料配置中可以灵活调整丙烯酸酯类聚合物添加的比例，比如增加电极极浆料中添加剂的添加量。
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，当不应当成为对本申请保护范围的限制。
实施例1
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将乙腈基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；
将所述第一混合液在60℃温度下加热1小时，使所述乙腈基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将所述第二混合与冷却至室温，向所述第二混合液中添加所述LiPF6得到所述电解液，以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为5％。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例2
该实施例用于说明本申请提高的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
将乙腈基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；将所述第一混合液在60℃加热1小时，使所述乙腈基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将该负极极片在第二混合液中浸泡4小时，取出烘干后得到具有所述包覆层的负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例3
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液；
将乙腈基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；将所述第一混合液在60℃温度下加热1小时，使所述乙腈基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；
在该粘合剂溶液中添加该第二混合液，再依次加入导电剂炭黑和负极活性物质磷酸亚铁锂，充分搅拌均匀得到正极浆料，在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上，经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片，本例子正极极片的正极浆料中含有乙腈基聚丙烯酸甲酯。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例4
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片；
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将丙胺基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；
将所述第一混合液在50℃温度下加热1小时，使所述丙胺基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将所述第二混合与冷却至室温，向所述第二混合液中添加所述LiPF6得到所述电解液；以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为6％。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例5
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
将丙胺基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；将所述第一混合液在50℃加热1小时，使所述丙胺基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将该负极极片在第二混合液中浸泡6小时，取出烘干后得到具有包覆层的负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例6
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液；
将丙胺基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；将所述第一混合液在50℃温度加热1小时，使所述丙胺基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；
在该粘合剂溶液中添加该第二混合液，再依次加入导电剂炭黑和负极活性物质磷酸亚铁锂，充分搅拌均匀得到正极浆料，在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上，经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片；正极极片的正极浆料包含有丙胺基聚丙烯酸甲酯。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例7
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；
将所述第一混合液在60℃加热1小时，使丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将所述第二混合与冷却至室温，向所述第二混合液中添加所述LiPF6得到所述电解液；以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为10％。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例8
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
将丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；将所述第一混合液在50℃加热1小时，使丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；将该负极极片在第二混合液中浸泡4小时,取出烘干后得到具有包覆层的负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
实施例9
该实施例用于说明本申请提供的锂离子电解液以及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液；将丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯加入到碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC得到第一混合液；将所述第一混合液在50℃加热1小时，使丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯完全溶解得到第二混合液；
在该粘合剂溶液中添加该第二混合液，再依次加入导电剂炭黑和负极活性物质磷酸亚铁锂，充分搅拌均匀得到正极浆料，在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上，经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片；正极极片的正极浆料包含有丙胺基聚丙烯酸甲酯和乙腈基聚丙烯酸甲酯。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
对比例1
按照实施例1的方式制备锂离子电池，其中不同的是锂离子电池内不包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
(1)正极极片的制备
将聚偏二氟乙烯溶解于氮甲基吡咯烷酮(NMP)中制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂和正极活性物质磷酸亚铁锂，充分混合均匀得到正极浆料；在涂布设备上将该正极浆料均匀涂敷在集流体铝箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到正极极片。
(2)负极极片的制备
将羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)乳胶溶于去离子水中，制得粘合剂溶液，依次在所述粘合剂溶液中加入导电剂炭黑和负极活性物质石墨，在室温下充分搅拌均匀得到负极浆料；在涂布设备上将该负极浆料均匀涂覆在集流体铜箔上；经过115℃烘干1小时，辊压、裁片得到负极极片。
(3)电解液的制备
将碳酸乙烯脂EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸甲乙脂EMC加入到LiPF6溶液中制备电解液。
(4)电池的制备
将(1)得到的正极极片、(2)得到的负极极片和聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯隔膜依次层叠卷绕成电极极芯，将得到的电极极芯放入一端开口的电池壳中，注入(3)配置的电解液，密封后得到电池。
性能测试
对分别采用实施例1-9和对比例1提供的锂离子电池A1-A9及B1进行以下性能测试，包括60℃高温满电态存储30天，60℃高温满电态循环。
1.60℃高温满电态存储30天测试
将化成后的满电态电池在60℃高温环境中放置30天，记录储存前后电池的阻值DCIR((特定的载荷和放电电流下的直流电阻))和电池厚度，其中在测试电池的阻值DCIR过程中电流设置为2.5C，时间为30s。
表1：60℃高温储存实验数据
从表1中明显看出：电池初始状态中，实验例和对比例电池阻值没有区别，经过高温环境中的长期搁置，两种类型电池阻抗都呈现上升趋势，对比例DCIRdch(放电)增加幅度达27-29％，实验例增加幅度为20％,实施例电池相对于对比例电池的增加幅度明显下降。
2.60℃高温满电态循环测试。
在60℃高温环境中，以1C电流进行恒流充放电循环，其中循环次数为500次，充电/放电截止电压区间为2.0-3.8V，以评价循环寿命性能，所得结果如表2所示。
表2. 60℃高温循环实验数据
从表2中明显地看出：含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯的电池容量发挥更稳定，电池膨胀厚度增加值较小。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电解液，其特征在于，所述锂离子电解液包括：
碳酸脂类有机溶剂，
锂盐，及
添加剂，所述添加剂为含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯；
所述添加剂具有如下通式：
其中n＝50-3000，X为腈基或胺基；
以所述电解液的总质量为基准，所述添加剂的质量占比为1％-10％。
2.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述添加剂的重均分子量为1w-30w。
3.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述锂盐选自LiPF6，LiBF6，LiSbF6中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述添加剂包括乙腈基聚丙烯酸甲酯、丙胺基聚丙烯酸甲酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的锂离子电解液，其特征在于，所述碳酸酯类有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。
6.一种锂离子电解液的制备方法，其特征在于，
将所述添加剂加入到所述碳酸脂类有机溶剂得到第一混合液；
将所述第一混合液在预设温度进行加热，使所述添加剂完全溶解得到第二混合液；
将所述第二混合液冷却至室温，向所述第二混合液中添加所述锂盐得到所述电解液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述预设温度范围为45-60℃。
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：壳体，设置在所述壳体内的电芯组和电解液，所述电芯组包括电极片和隔膜；所述电解液为权利要求1-5任一项所述的电解液。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述电极片包括集流体和涂布在所述集流体上的浆料层，所述浆料层的外表面设置有包覆层；
所述包覆层的材料包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述电极片包括集流体和涂布在所述集流体上的浆料层，所述浆料层的材料包括含有腈基的聚丙烯酸甲酯和/或含有胺基的聚丙烯酸甲酯。
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