CN116454384A - 一种锂离子电池电解液及其锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种锂离子电池电解液及其锂离子电池。电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂A；添加剂A占电解液质量的0.5％～5％；添加剂A的结构通式为下式1：
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液及其锂离子电池。
背景技术
可充电锂离子电池是手机、笔记本电脑等现代数码产品中应用最广泛的电池。锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。在充放电过程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插。
随着锂离子电池正极材料的限制电压不断提高，正极材料的克容量逐渐增加的同时，锂离子电池的高温性能恶化严重，长循环寿命无法保证，尤其高电压(＞4.5V)下经历长期循环充放电过程中，正极材料的体积会膨胀并导致严重裂纹，电解液的溶剂进入到正极材料内部后，破坏正极结构，最终造成严重容量衰减的问题，锂离子电池的综合性能大大降低。
因此，亟需一种能够提高锂离子电池高温循环性能和高温存储性能的锂离子电池电解液。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子电池电解液及其锂离子电池，能够提高锂离子电池高温循环性能和高温存储性能。
本发明公开了一种锂离子电池电解液，电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂A；添加剂A占电解液质量的0.5％～5％；添加剂A的结构通式为下式1：
式1中，R1、R2、R3、R4独立地为选自为被卤素取代或未被取代的C1-C20烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3-C20环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1-C20烯烃基、未被被卤素取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6-C26苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6-C26稠环芳烃基、空键；其中，-CN和O原子之间相连的碳原子个数为C1-C12。
可选地，添加剂A占电解液质量的1％。
可选地，添加剂A占电解液质量的0.5％、2％或5％。
可选地，添加剂A的结构式为下式2：
可选地，非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯；酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯的质量比为1:1:2:6。
可选地，电解液还包括添加剂B，添加剂B包括1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二睛以及1,3,6-己烷三腈；
1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二睛以及1,3,6-己烷三腈分别占电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
可选地，锂盐浓度为0.5M～1.5M。
可选地，锂盐浓度为0.8M～1.3M。
可选地，锂盐选自六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种。
本发明还公开了一种锂离子电池，包括如上述的锂离子电池电解液。
本发明的锂离子电池电解液，应用于锂离子电池中。在电解液中添加占电解液质量0.5％～5％的添加剂A，添加剂A为含P的腈化合物，在0.5％～5％的添加范围内，可以更好地稳定正极电极/电解液界面性质，抑制过渡金属离子的溶出以及电解液组分的进一步氧化分解；同时，添加剂A中含有的P-O-N基团可以和正极析出的氧结合转变生成磷酸酯，一方面降低了碳酸酯溶剂被氧化分解的可能性，另一方面生成的磷酸酯不仅具有良好的热和氧化稳定性，而且还可以与正极表面氧化形成保护性的CEI膜。由此，本发明的电解液能够形成良好的CEI/SEI膜，且其具有的特定官能团CN可以与正极材料中的Co离子络合形成配位，综合提升锂离子电池高温循环性能和高温存储性能。具体而言，本发明的电解液能够综合提高锂离子电池在45℃高温循环、85℃高温存储下的容量保持率，降低对应的厚度膨胀率。
具体实施方式
需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
下面参考可选的实施例对本发明作详细说明。
作为本发明的一实施例，公开了一种锂离子电池电解液，电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂A；添加剂A占电解液质量的0.5％～5％；添加剂A的结构通式为下式1：
式1中，R1、R2、R3、R4独立地为选自为被卤素取代或未被取代的C1-C20烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3-C20环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1-C20烯烃基、未被被卤素取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6-C26苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6-C26稠环芳烃基、空键；其中，-CN和O原子之间相连的碳原子个数为C1-C12。
本发明的锂离子电池电解液，应用于锂离子电池中。在电解液中添加占电解液质量0.5％～5％的添加剂A，添加剂A为含P的腈化合物，在0.5％～5％的添加范围内，可以更好地稳定正极电极/电解液界面性质，抑制过渡金属离子的溶出以及电解液组分的进一步氧化分解；同时，添加剂A中含有的P-O-N基团可以和正极析出的氧结合转变生成磷酸酯，一方面降低了碳酸酯溶剂被氧化分解的可能性，另一方面生成的磷酸酯不仅具有良好的热和氧化稳定性，而且还可以与正极表面氧化形成保护性的CEI膜。由此，本发明的电解液能够形成良好的CEI/SEI膜，且其具有的特定官能团CN可以与正极材料中的Co离子络合形成配位，综合提升锂离子电池高温循环性能和高温存储性能。具体而言，本发明的电解液能够综合提高锂离子电池在45℃高温循环、85℃高温存储下的容量保持率，降低对应的厚度膨胀率。
具体地，当R1、R2、R3、R4各自独立地为选自碳原子数为1～20的烷烃基时，烷烃基的具体种类不受具体限制，可根据实际需求进行选择，例如链状基和环状基均可，其中链状烃基又包括直链基和支链基，另外，环状基上可以有取代基，也可以不含有取代基。
例如R1、R2、R3、R4作为烃基时，可以为乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、环戊基、二甲基丁基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、正己基、异己基、2-己基、3-己基、环己基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1，1，2-三甲基丙基、3，3-二甲基丁基、正庚基、2-庚基、3-庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、异庚基、环庚基、正辛基、环辛基、壬基、癸基、十一烃基、十二烃基、十三烃基、十四烃基、十五烃基、十六烃基、十七烃基、十八烃基、十九烃基、二十烃基等。
具体地，添加剂A可以占电解液质量的0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％。优选地，添加剂A占电解液质量的1％。在该占比下，锂离子电池的高温循环以及高温存储效果较佳。当然在其他实施例中，添加剂A占比也可以优选为0.5％、2％或5％。
具体地，添加剂A的结构式为下式2：
电解液还包括添加剂B，添加剂B包括1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二睛以及1,3,6-己烷三腈；1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二睛以及1,3,6-己烷三腈分别占电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
具体地，非水有机溶剂选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯、四氢呋喃中至少两种。
具体地，非水有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸丙酯(PP)；酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、丙酸丙酯(PP)的质量比为1:1:2:6。
具体地，锂盐任选自有机锂盐或无机锂盐中的至少一种。优选地，电解质锂盐选自含有氟元素和锂元素的化合物中的至少一种。具体地，锂盐选自六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种。锂盐浓度可以为0.5M～1.5M。例如锂盐浓度可以为0.5M、0.6M、0.7M、0.8M、0.9M、1M、1.1M、1.2M、1.3M、1.4M、1.5M.优选地，锂盐浓度为0.8M～1.3M。锂盐浓度过低，电解液的电导率低，会影响整个电池体系的倍率和循环性能；锂盐浓度过高，电解液粘度过大，同样影响整个电池体系的倍率。锂盐浓度为0.8M～1.3M时电解液电导率良好，电解液粘度合适。
本发明还公开了一种锂离子电池，包括如上述的锂离子电池电解液。具体地，锂离子电池还包括正极片、负极片和隔膜。
正极片包括正极集流体和位于正极集流体上的正极活性浆料层。其中，正极活性浆料层包括正极活性材料；负极片包括负极集流体和位于负极集流体上的负极活性浆料层。其中，负极活性浆料层包括负极活性材料。其中，正极活性材料、正极粘结剂、负极活性材料的具体种类均不受到具体的限制，可根据实际需求进行选择。
优选地，正极活性材料为选自钴酸锂(LiCoO2)、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)中的一种或多种。
优选地，负极活性材料为石墨和/或硅，例如天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(简称为MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的锂化TiO2-Li4Ti5O12、Li-Al合金均可作为负极活性材料。
下面通过实施例和对比例进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，并向混合溶液中加入如表1的添加剂A，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，添加剂A的添加量为电解液质量的0.5％，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
添加剂A的结构式如下：
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
实施例2
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，并向混合溶液中加入如表1的添加剂A，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，添加剂A的添加量为电解液质量的1％，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
添加剂A的结构式如下：
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
实施例3
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，并向混合溶液中加入如表1的添加剂A，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，添加剂A的添加量为电解液质量的2％，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
添加剂A的结构式如下：
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
实施例4
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，并向混合溶液中加入如表1的添加剂A，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，添加剂A的添加量为电解液质量的5％，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
添加剂A的结构式如下：
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
对比例1
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，不加入添加剂A，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
对比例2
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，并向混合溶液中加入如表1的添加剂A，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，添加剂A的添加量为电解液质量的0.3％，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
添加剂A的结构式如下：
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
对比例3
电解液的制备：将碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)/碳酸二乙酯(DEC)/丙酸丙酯(PP)按照1/1/2/6的质量比混合，作为非水有机溶剂。向非水有机溶剂中加入如表1的添加剂B：PS、FEC以及腈类化合物SN、ADN、HTCN，混合均匀后，加入LiPF6，得到LiPF6浓度为1.1mol/L的混合溶液，并向混合溶液中加入如表1的添加剂A，配制本实施例电解液。PS为1,3-丙磺酸内酯,FEC为氟代碳酸乙烯酯，SN为丁二腈，ADN为己二腈，HTCN为1，3,6己烷三腈。
如表1所示，本实施例中，添加剂A的添加量为电解液质量的10％，PS、FEC、SN、ADN、HTCN分别为电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
添加剂A的结构式如下：
正极片的制作：将正极活性物质LCO、导电剂CNT，粘结剂聚偏二氟乙按重量为97:1.5:1.5在N-甲基吡咯烷酮溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将此浆料涂覆于正极集流体Al箔上，烘干，冷压，得到正极片。
负极片的制作：将负极活性物质石墨，导电剂乙炔黑，粘结剂丁苯橡胶，增稠剂羧甲基纤维素钠按质量比95:2:2:1在适量的去离子水溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将此浆料涂覆于负极集流体Cu箔上，烘干，冷压，得到负极极片。
锂离子电池的制作：将正极极片、隔离膜以及负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，分别将电解液注入干燥后的电池中，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备。
上述各实施例和对比例个组分的配比如下表1所示。其中，EC、PC、DEC、PP的数据为其之间的质量比，LiPF6的数据为电解液中LiPF6的浓度，PS、FEC、SN、ADN、HTCN、添加剂A的数据为占电解液质量的百分比。
表1
电池的高温循环测试：
测试方法：将电池置于在45±2度环境，按照标准充放电循环，循环倍率1C，充电电压3.0-4.5V，计算循环后电池的容量保持率。计算公式如下：第n次循环容量保持率(％)＝(第n次循环放电容量)/(首次循环放电容量)*100％。
电池的高温存储测试：
测试方法：将分容完的电芯在常温下以0.5C电流充至4.5V，将满电电池置于85度环境下6小时，热测厚度膨胀率，恢复室温后，以0.5C大小电流进行放电到3.0V，记录放电容量。
电池测试情况如表2。
表2
从表2中的实施例1-4以及对比例1-3可以看出，45℃高温循环下，实施例1-4的300cycle容量保持率优于对比例1-3，对应的厚度膨胀率小于对比例1和对比例3；实施例1-4的800cycle容量保持率优于对比例1-3，对应的厚度膨胀率小于对比例1和对比例3。
在85℃高温存储12H中，实施例1-4的容量保持率％均优于对比例1-3，对应的厚度膨胀率小于对比例1和对比例3。
其中，实施例2的高温循环以及高温存储的综合效果是最好的，也即添加剂A添加1％含量效果最佳。
以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液包括锂盐、非水有机溶剂和添加剂A；所述添加剂A占所述电解液质量的0.5％～5％；所述添加剂A的结构通式为下式1：
式1中，R1、R2、R3、R4独立地为选自为被卤素取代或未被取代的C1-C20烷烃基、被卤素取代或未被取代的C3-C20环烷基、被卤素取代或未被取代的苯基、被卤素取代或未被取代的C1-C20烯烃基、未被被卤素取代的联苯基、被卤素取代或未被取代的C6-C26苯烷基、被卤素取代或未被取代的C6-C26稠环芳烃基、空键；其中，-CN和O原子之间相连的碳原子个数为C1-C12。
2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A占所述电解液质量的1％。
3.如权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A占所述电解液质量的0.5％、2％或5％。
4.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述添加剂A的结构式为下式2：
5.如权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯；所述酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯的质量比为1:1:2:6。
6.如权利要求1至5任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液还包括添加剂B，所述添加剂B包括1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二睛以及1,3,6-己烷三腈；
所述1,3-丙磺酸内酯、氟代碳酸乙烯酯、丁二腈、己二睛以及1,3,6-己烷三腈分别占所述电解液质量的3％、8％、1％、1％、2％。
7.如权利要求1至5任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐浓度为0.5M～1.5M。
8.如权利要求7所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐浓度为0.8M～1.3M。
9.如权利要求1至5任一项所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐选自六氟磷酸盐，六氟砷酸盐、高氯酸盐、三氟磺酰锂、二氟(三氟甲基磺酰)亚胺锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、双氟亚胺磺酸锂中至少一种。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的锂离子电池电解液。
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| CN202310463843.4A CN116454384A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种锂离子电池电解液及其锂离子电池 |
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| CN116454384A true CN116454384A (zh) | 2023-07-18 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117154214A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液、二次电池及用电装置 |
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2023
- 2023-04-26 CN CN202310463843.4A patent/CN116454384A/zh active Pending
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