CN114361596A - 一种锂离子电池电解液及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子二次电池电解液，本申请通过在电解液中加入添加剂a，
Figure DDA0003502937230000011
其具有高的氧化电位，在正极表面最先发生电化学氧化反应形成SEI膜，有效避免有机溶剂在充放电循环过程中发生氧化分解，拓宽了电解液的电化学窗口，提高了电池高压循环的稳定性；添加剂b

Description

一种锂离子电池电解液及锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池的电解液。
背景技术
近年来，随着锂离子电池在电动汽车、混合动力车、电动工具应用的增多，对锂离子电池的能量密度要求越来越高。为了提高锂电池的能量密度，提高正极材料的高充电截止电位为核心的手段之一，高充电截止电位正极材料主要有如锂镍钴铝氧化物、锂镍钴锰氧化物，而上述材料会提高正极片的氧化能力，造成电解液的氧化问题更为严重。因此研究高电压电解液技术是解决上述问题的关键。
发明内容
基于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高电压电池电解液及锂离子动力电池，具有良好耐氧化特性，保证了锂离子电池的高电压循环性能。
一种锂离子电池电解液，其特征在于，该电解液包括：非水溶剂、锂盐、添加剂a以及添加剂b，其中添加剂a、b的分子式如下：
Figure BDA0003502937220000011
添加剂a结构式
Figure BDA0003502937220000012
添加剂b结构式
添加剂a在电解液中的质量百分比为3％～6％；添加剂b在电解液中的质量百分比为0.5％～3％；
优选的，非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯。
优选的，锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂。
一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，正极活性材料选自三元Li-Co-Ni-Mn电池材料，工作电压范围为4.3V-4.5V。
技术效果：
本申请通过在电解液中加入添加剂a，其具有高的氧化电位，最先在正极表面发生电化学氧化反应形成SEI膜，有效避免有机溶剂在充放电循环过程中发生氧化分解，拓宽了电解液的电化学窗口，提高了电池高压循环的稳定性；添加剂b能与电解液中的酸和水反应，且在正、负极表面形成稳定的SEI膜，抑制了电极的极化，提高锂离子电池的高温性能，通过调控二者比例，保证电池在高电压、高温循环过程中的稳定性。
具体实施方式
实施例1
以质量比为1:1:5的比例混合碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯，随后加入电解液总质量15％的六氟磷酸锂，电解液总质量3％的添加剂a，电解液总质量1％的添加剂b，制备得到电解液。
实施例2
以质量比为1:1:5的比例混合碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯，随后加入电解液总质量15％的六氟磷酸锂，电解液总质量4％的添加剂a，电解液总质量2％的添加剂b，制备得到电解液。
对比例1
以质量比为1:1:5的比例混合碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯，随后加入电解液总质量15％的六氟磷酸锂，电解液总质量4％的添加剂a，制备得到电解液。
对比例2
以质量比为1:1:5的比例混合碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯，随后加入电解液总质量15％的六氟磷酸锂，电解液总质量2％的添加剂b，制备得到电解液。
对比例3
以质量比为1:1:5的比例混合碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯，随后加入电解液总质量15％的六氟磷酸锂，并未加入添加剂a、b。
以质量比为98：1:1混合LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2，乙炔黑和PVDF，将其分散在NMP中获得正极浆料，将正极浆料均匀涂布在正极集流体表面干燥得到正极片；
以质量比为98：1：1混合石墨、乙炔黑、SBR，以去离子水混合得到负极浆料，将其涂覆在负极集流体表面上，干燥即可得到负极极片；
将以上的正负极极片、隔膜PP以及实施例1-2、对比例1-3的电解液按照现有技术方式组装锂离子电池，测试其电化学性能。
表1 锂离子电池性能测试
Figure BDA0003502937220000021
Figure BDA0003502937220000031
从表1中可以看出，实施例1～2电解液所制得的锂离子电池常温及高温容量保持率明显优于对比例1-3。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，该电解液包括：非水溶剂、锂盐、添加剂a以及添加剂b，其中添加剂a、b的分子式如下：
Figure FDA0003502937210000011
添加剂a结构式
Figure FDA0003502937210000012
添加剂b结构式
添加剂a在电解液中的质量百分比为3％～6％；添加剂b在电解液中的质量百分比为0.5％～3％。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂。
4.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，正极活性材料选自三元镍钴锰酸锂电池材料，工作电压窗口为4.3V-4.5V。
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