CN116404248B - 一种防过充电解液及包含其的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种防过充电解液及包含其的锂电池。为了解决防过充添加剂2‑苯基‑苯并噻唑及其衍生物导致锂电池高温循环下容量衰减过快的技术问题,本发明提供一种防过充电解液,其包括锂盐、有机溶剂和添加剂,其中,添加剂包括3‑苯基‑1,4,2‑二噁唑‑5‑酮、2‑苯基‑苯并噻唑及其衍生物以及可选择性地包括其他辅助性添加剂,其他辅助性添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3‑丙烷磺内酯、丙烯基‑1,3‑磺内酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂中的一种或多种。本发明的电解液不仅具有优异的防过充性能,还能缓解由防过充添加剂导致的高温下锂电池循环性能下降的问题,从而具有优异的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域,具体涉及一种防过充电解液及包含其的锂离子电池。
背景技术
商品化的锂电池的电解为由六氟磷酸锂等锂盐溶解于有机溶剂中形成的溶液。锂离子电池常使用的有机溶剂常以碳酸乙烯酯(EC)为基础与其他有机溶剂形成多元混合溶剂,碳酸乙烯酯具有较大的介电常数,其他溶剂通常为链状碳酸酯(碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、羧酸酯或醚类有机溶剂。上述有机溶剂对锂盐的溶解性好、形成的电解液电导率高、能够在正负极形成稳定的SEI膜,因而成为电解液体系的最佳选择,尤其是使用要求较高的电动汽车电池的电解液。但是这些溶剂也存在不可避免的缺陷,例如其易燃特性,在高温条件下或在电池过冲时,电池液升温快,易出现爆炸,安全性不能得到保证,导致在电池的日常使用中,必须对电池的滥用进行限制。
经过前期大量研究,我们发现2-苯基-苯并噻唑及其衍生物可以作为一种防过充添加剂使用在锂离子电池电解液中。将添加有2-苯基-苯并噻唑及其衍生物在室温条件下使用,电池的性能不会受到影响。但是,随着研究的深入,我们发现,在高温条件下,含有2-苯基-苯并噻唑及其衍生物的电解液的电池循环容量衰减极大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有防过充特性且能够提高锂离子电池的高温循环性能的防过充电解液。
本发明的另一目的在于提供一种高温循环性能好,过充时温度升高不明显且一定程度上能够有效防过充的锂离子电池。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种防过充电解液,所述的防过充电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂,所述的添加剂包括3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮(PDO)、添加剂A以及可选择性地包括添加剂B,所述的添加剂A为具有通式(1)所示结构的2-苯基-苯并噻唑及其衍生物中的一种或多种,
其中,R1、R2和R3独立地为H、卤素原子或烷基;
所述的添加剂B为碳酸亚乙烯酯(VC)、1,3-丙烷磺内酯(PS)、丙烯基-1,3-磺内酯(PST)、硫酸乙烯酯(DTD)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)中的一种或多种。
优选地,R1、R2和R3独立地为H、Cl、F、C1~C4直链烷基或叔丁基。
优选地,R1、R2和R3独立地为H、Cl或F。
优选地,所述的添加剂包括以下化合物中的一种或多种:
根据一些实施例,优选所述的添加剂包括3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮、添加剂A以及添加剂B。
进一步优选地,所述的添加剂B为硫酸乙烯酯DTD和/或二氟磷酸锂(LiPO2F2)。
优选地,所述的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~10wt%。
进一步优选地,所述的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~5wt%。
更进一步优选地,所述的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~3wt%。适量的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮可以缓解添加剂A导致的高温下循环容量快速下降的问题。
优选地,所述的添加剂A的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~10wt%。
进一步优选地,所述的添加剂A的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~5wt%。当添加剂的投料量在适宜的范围内时,能够有效防过充,并且对电池的室温循环性能影响较小。
优选地,所述的添加剂B的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~10wt%。
进一步优选地,所述的添加剂B的投料质量为所述的防过充电解液的总质量的0.1~5wt%。
当适量3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮和适量添加剂B联用时,能够完全克服添加剂A导致的高温下循环容量快速下降的问题,甚至可以提高锂电池高温循环性能。
优选地,所述的有机溶剂包括环状酯和/或链状酯,所述的环状酯为γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种;所述的链状酯为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯、氟代乙酸乙酯中的一种或几种。
进一步优选地,所述的有机溶剂为环状酯和链状酯的混合,其中,所述的环状酯与所述的链状酯以质量比为1:(1~2.5)进行混合。
更进一步优选地,所述的环状酯与所述的链状酯以质量比为1:(1.5~2)进行混合。
优选地,所述的锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、无水高氯酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、三氟甲基磺酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂、单草酸双氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种。
优选地,所述的锂盐的浓度为0.6~1.5mol/L。
进一步优选地,所述的锂盐的浓度为0.8~1.3mol/L。
一种锂离子电池,其包括正极、负极和电解液,所述的电解液为所述的防过充电解液。
优选地,所述的正极为钴酸锂材料或镍钴锰酸锂材料。
优选地,所述的负极为石墨材料。
由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:
本发明通过将3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮与具有通式(1)所示结构的2-苯基-苯并噻唑及其衍生物联用,缓解了由通式(1)所示结构的2-苯基-苯并噻唑及其衍生物带来的高温下锂离子电池的循环性能下降的问题,同时也不会影响锂离子电池的常温循环性能。进一步地,将3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮与常规辅助性添加剂的组合物与通式(1)所示结构的2-苯基-苯并噻唑及其衍生物联用,在保证防过充性能的同时,进一步提升了锂离子电池的高温循环性能,有效防止锂电池由于过充导致的燃烧或爆炸现象,并扩大了锂离子电池的使用温度范围。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整,未注明的实施条件为本行业中的常规条件。本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
过了提高锂离子电池的防过充性能,发明人进行了大量的研究和实验,发现2-苯基-苯并噻唑及其衍生物可以作为一种防过充添加剂使用在锂离子电池电解液中,在提高防过充性能的同时,还能保证常温循环性能不受影响。但是,随着研究的深入,发明人发现,添加2-苯基-苯并噻唑及其衍生物的电解液在高温条件下的循环容量衰减极大。
发明人认为可能是因为高温条件下2-苯基-苯并噻唑及其衍生物与电池正极缓慢反应,逐渐形成不导电的高分子薄膜,影响循环性能。为了解决该问题,在添加2-苯基-苯并噻唑及其衍生物的基础上,发明人引入3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮,可优先在电池的正、负极形成保护膜,并且在电池的工作电压范围内抑制2-苯基-苯并噻唑及其衍生物与电池电极材料的相互作用。进一步地,同时引入其他常规的辅助性添加剂,进一步保证防过充电解液的综合性能。
根据本发明,一种防过充电解液,所述的防过充电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂,所述的添加剂包括3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮、添加剂A以及可选择性地包括添加剂B,所述的添加剂A为具有通式(1)所示结构的2-苯基-苯并噻唑及其衍生物中的一种或多种,
其中,R1、R2和R3独立地为H、卤素原子或烷基;
所述的添加剂B为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、丙烯基-1,3-磺内酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂中的一种或多种。
优选地,R1、R2和R3独立地为H、Cl、F、C1~C4直链烷基或叔丁基。
优选地,R1、R2和R3独立地为H、Cl或F。
根据本发明,优选添加剂A为以下化合物中的一种或多种:
化合物1:通式(1)中R1、R2、R3均为H,分子结构如下:
化合物2:通式(1)中R1为H,R2和R3均为F,分子结构如下:
化合物3:通式(1)中R1为F,R2和R3均为H,分子结构如下:
化合物4:通式(1)中R1、R2和R3均为F,分子结构如下:
化合物5:通式(1)中R1为Cl,R2和R3均为H,分子结构如下:
化合物6:通式(1)中R1为Cl,R2和R3均为F,分子结构如下:
根据本发明,所述的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮的用量为0.1~10wt%,例如0.1wt%、0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、5.5wt%、6wt%、6.5wt%、7wt%、8.5wt%、9wt%、9.5wt%、10wt%,优选为0.1~5wt%,进一步优选为0.1~3wt%。适量的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮可以有效缓解添加剂A导致的高温性能下降的问题,使电解液在高温下仍然具有较高循环容量。
根据本发明,所述的添加剂A的用量为0.1~10wt%,例如0.1wt%、0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、5.5wt%、6wt%、6.5wt%、7wt%、8.5wt%、9wt%、9.5wt%、10wt%,优选为0.1~5wt%。适量的添加剂A可以在提高防过充性能的同时,减少对常温循环性能的影响。
根据本发明,所述的添加剂B的用量为0.1~10wt%,例如0.1wt%、0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%、5wt%、5.5wt%、6wt%、6.5wt%、7wt%、8.5wt%、9wt%、9.5wt%、10wt%,优选为0.1~5wt%。适量的添加剂B可以辅助3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮和添加剂A,使锂离子电池的综合性能提升。
根据本发明,所述的有机溶剂为环状酯和/或链状酯,所述的环状酯为γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种;所述的链状酯为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯、氟代乙酸乙酯中的一种或几种。
优选地,所述的有机溶剂为环状酯和链状酯的混合,其中,所述环状酯与所述链状酯以质量比为1:(1~2.5),例如1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8、1:2、1:2.2、1:2.4、1:2.5。
根据本发明,所述的锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、无水高氯酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂、单草酸双氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种。
根据本发明,所述的锂盐的浓度为0.6~1.5mol/L,例如0.6mol/L、0.8mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.4mol/L、1.5mol/L。
通过选取特殊配方的有机溶剂,与上述添加剂及锂盐配合,可使锂离子电池的综合性能提升。
根据本发明,所述的锂离子电池,包括正极、负极和电解液,其中,所述的电解液为上述的防过充电解液,所述的正极为钴酸锂正极材料或镍钴锰酸锂材料,所述负极为石墨材料。
本发明提供的防过充电解液在锂离子电池中具有防过充特性,过充到130%SOC时的电池温度提高不显著,并且提高电池的高温循环性能的优点。
下面通过实施例和对比例进一步阐述本发明的技术方案和技术效果。
以下实施例和对比例中,若无特征说明,所使用的原料均通过市售获得。
实施例1
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1和1wt%PDO,配置得到目标电解液。
实施例2
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2和1wt%PDO,配置得到目标电解液。
实施例3
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4和1wt%PDO,配置得到目标电解液。
实施例4
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1和2wt%PDO,配置得到目标电解液。
实施例5
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2和2wt%PDO,配置得到目标电解液。
实施例6
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4和2wt%PDO,配置得到目标电解液。
实施例7
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1,2wt%PDO和1wt%VC,配置得到目标电解液。
实施例8
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1,2wt%PDO和1wt%PS,配置得到目标电解液。
实施例9
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1,2wt%PDO和1wt%DTD,配置得到目标电解液。
实施例10
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1,2wt%PDO和1wt%LiPO2F2,配置得到目标电解液。
实施例11
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2,2wt%PDO和1wt%VC,配置得到目标电解液。
实施例12
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2,2wt%PDO和1wt%PS,配置得到目标电解液。
实施例13
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2,2wt%PDO和1wt%DTD,配置得到目标电解液。
实施例14
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2,2wt%PDO和1wt%LiPO2F2,配置得到目标电解液。
实施例15
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4,2wt%PDO和1wt%VC,配置得到目标电解液。
实施例16
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4,2wt%PDO和1wt%PS,配置得到目标电解液。
实施例17
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4,2wt%PDO和1wt%DTD,配置得到目标电解液。
实施例18
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4,2wt%PDO和1wt%LiPO2F2,配置得到目标电解液。
对比例1
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的目标电解液。
对比例2
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物1,配置得到目标电解液。
对比例3
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物2,配置得到目标电解液。
对比例4
在充氮气的手套箱中(H2O<10ppm,O2<10ppm),将DMC、EC和EMC按质量比1:1:1混合均匀,配置成混合溶剂。然后,称取1当量的LiPF6溶解在前述混合溶剂中配置成含有1mol/LLiPF6的电解液。最后,向该电解液中添加1wt%的化合物4,配置得到目标电解液。
性能比较:
(1)室温4.2V钴酸锂/石墨电池在满电状态后进行1C倍率过充至10V,记录过充过程中的平台电压和电池达到130%SOC条件下的电池表面温度(热电偶测量)。结果如表1所示。
表1
电解液 | 过充平台电压(V) | 温度@130%SOC(℃) |
实施例1 | 4.62 | 29 |
实施例2 | 4.79 | 27 |
实施例3 | 4.88 | 28 |
实施例4 | 4.62 | 30 |
实施例5 | 4.79 | 28 |
实施例6 | 4.88 | 28 |
实施例7 | 4.62 | 29 |
实施例8 | 4.62 | 29 |
实施例9 | 4.62 | 28 |
实施例10 | 4.62 | 29 |
实施例11 | 4.79 | 30 |
实施例12 | 4.79 | 29 |
实施例13 | 4.79 | 30 |
实施例14 | 4.79 | 29 |
实施例15 | 4.88 | 28 |
实施例16 | 4.88 | 29 |
实施例17 | 4.88 | 31 |
实施例18 | 4.88 | 30 |
对比例1 | 5.45 | 30 |
对比例2 | 4.62 | 29 |
对比例3 | 4.79 | 27 |
对比例4 | 4.88 | 28 |
结果显示,只有对比例1由于不含有2-苯基-苯并噻唑及其衍生物,其过充平台大于5V,没有防过充效果。其它含有2-苯基-苯并噻唑及其衍生物的实施例和对比例,均表现出5V以下的过充平台电压,显示出明显的防过充性能。并且,在电池过充到130%SOC时,所有实施例均未表现出明显的温度升高。
(2)在45℃条件下,4.2V镍钴锰酸锂(NMC532)/石墨电池1C倍率循环测试。充、放电截止电压分别是4.2V和3.0V。200周、400周及600周1C倍率循环后的电池容量保持率如表2所示。
表2
从对比例1-4的实验结果可以看出,含有2-苯基-苯并噻唑及其衍生物的NMC532电池高温循环后电池容量保持率劣化十分严重。400周时,对比例2已经低于初始容量的80%,对比例3和4已经接近初始容量的80%,而未加入任何添加剂的对比例1的容量保持率接近90%。
加入PDO后(实施例1-6),对添加2-苯基-苯并噻唑及其衍生物的电池的高温循环性能稍有改善,但是高温循环性能仍然劣于对比例1。其中,含有2%PDO的实施例优于1%PDO的实施例。
引入第三种添加剂后(实施例7-18),部分实施例的高温循环性能明显改善,主要是含有DTD和LiPO2F2的实施例。
综上,通过添加PDO与DTD或者LiPO2F2的组合能够有效改善因为加入2-苯基-苯并噻唑及其衍生物而造成的高温循环容量衰减,并且其防过充的性能不受影响。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种防过充电解液,其特征在于,所述的防过充电解液包括锂盐、有机溶剂和添加剂,所述的添加剂由3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮、添加剂A以及添加剂B组成,所述的添加剂A为具有通式(1)所示结构的2-苯基-苯并噻唑及其衍生物中的一种或多种,,
其中,R1、R2和R3独立地为H、Cl或F;
所述的添加剂B为碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、丙烯基-1,3-磺内酯、硫酸乙烯酯、二氟磷酸锂中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的防过充电解液,其特征在于,所述的添加剂A包括以下化合物中的一种或多种:
。
3.根据权利要求1所述的防过充电解液,其特征在于,所述的3-苯基-1,4,2-二噁唑-5-酮、所述的添加剂A和所述的添加剂B的投料质量分别独立地为所述的防过充电解液的总质量的0.1~10wt%。
4.根据权利要求1所述的防过充电解液,其特征在于,所述的有机溶剂包括环状酯和/或链状酯,所述的环状酯为γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或几种;所述的链状酯为碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丙酯、氟代丙酸甲酯、氟代丙酸乙酯、氟代乙酸乙酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的防过充电解液,其特征在于,所述的锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、无水高氯酸锂、二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂、二氟二草酸磷酸锂、二氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂、二氟二草酸磷酸锂、二草酸硼酸锂、单草酸双氟硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的防过充电解液,其特征在于,所述的锂盐的浓度为0.6~1.5mol/L。
7.一种锂离子电池,其包括正极、负极和电解液,其特征在于,所述的电解液为权利要求1至6中任一项所述的防过充电解液。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池,其特征在于,所述的正极为钴酸锂材料或镍钴锰酸锂材料,所述的负极为石墨材料。
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