本发明涉及一种锂离子电池,特别是涉及一种改善软包锂离子电池高温性能的电解液。
背景技术:
锂离子电池具有高电压、高容量、高循环、热稳定性等卓越的性能,已得到广泛的应用。随着科技的发展,钴酸锂受制于结构稳定性和价格,且开发电压已经达到极限,将会被其他材料取代。层状镍钴锰酸锂三元材料具有比容量高、生产成本低等优点,在锂电行业的地位稳步上升,被认为是目前最有希望替代钴酸锂的锂电正极材料。然而氧化镍的热分解温度最低,在200℃附近,且放热量最多,主要原因是由于充电后高氧化态的镍(+4价)不稳定,氧化性强,不仅氧化分解电解质,腐蚀集流体,放出热量和气体,而且自身不稳定,在高温下容易放热分解并析出氧气,电芯会膨胀,甚至造成安全隐患。
技术实现要素:
本发明目的就是针对上述问题,提供一种改善软包锂离子电池高温性能的电解液。
本发明所采用的技术方案是:一种改善软包锂离子电池高温性能的电解液,包括下列下列重量组份的原料:溶剂一为ec,占10%~50%;溶剂二为dec,占20%~80%;溶剂三为pc,占5%~30%;锂盐为lipf6,含量在0.5~1.2mol,占10%~13%;添加剂为fec,占1%~6%。
所述的溶剂及锂盐浓度均达99.9%。
上述中的ec为碳酸乙烯酯;pc为碳酸丙烯酯;dec为二乙基碳酸酯;fec为氟代碳酸乙烯酯;lipf6为六氟磷酸锂。
本发明机理:
(1)在纯ec做溶剂时,生产的sei膜主要成分是烷基锂,而加入dec后,形成的sei膜的主要成分分别为烷氧基锂和碳酸锂。显然,后者形成的sei膜更稳定。在ec/dec的混合体系中,ec是生成sei膜的主要来源,只有ec发生了分解,dec的主要作用是提高溶液的电导率和可溶性,而不在于参与sei膜的形成,因此c组添加dec后,高温存储后保持率仍明显提高。
(2)在电解液中加入pc溶剂,在不影响初始放电容量的前提下能够显著改善锂离子电池在高温的放电性能。与ec/dec相比较,添加少量pc在70℃的高温下,放电的相对容量比未加入pc时提高看16.2%,且添加pc后电池的厚度基本不变化。dec与pc的共同作用,既提高了高温存储容量的保持率,又提高了sei膜的稳定性,在高温下sei分解较少,产气量明显降低。
本发明的有益效果:软包锂离子电池采用了新的电解液,避免了在高温电芯的膨胀,大幅度降低了电池的安全隐患。
具体实施方式
实施例:
一种改善软包锂离子电池高温性能的电解液,包括下列下列重量组份的原料:溶剂一为ec,占10%~50%;溶剂二为dec,占20%~80%;溶剂三为pc,占5%~30%;锂盐为lipf6,占10%~13%;添加剂为fec,占1%~6%。溶剂及锂盐浓度均达99.9%。
本发明的电解液制成的电池高温存储性能的测试比较:
附表170℃满电下存储24h电芯厚度变化
附表270℃满电下存储24h电芯容量保持率
机理:(1)在纯ec做溶剂时,生产的sei膜主要成分是(ch2ocooli)2,而加入dec后,形成的sei膜的主要成分分别为c2h5cooli和lico3。显然,后者形成的sei膜更稳定。在ec/dec的混合体系中,ec是生成sei膜的主要来源,只有ec发生了分解,dec的主要作用是提高溶液的电导率和可溶性,而不在于参与sei膜的形成,因此c组添加dec后,高温存储后保持率仍明显提高。
(2)在电解液中加入适当比列的pc溶剂,在不影响初始放电容量的前提下能够显著改善锂离子电池在高温的放电性能。与ec/dec相比较,添加少量pc在70℃的高温下,放电的相对容量比未加入pc时提高看16.2%,且添加pc后电池的厚度基本不变化。dec与pc的共同作用,既提高了高温存储容量的保持率,又提高了sei膜的稳定性,在高温下sei分解较少,产气量明显降低。
由此可知,软包锂离子电池采用新的电解液,能有效避免了在高温电芯的膨胀,提高了电池稳定性,大幅度降低了电池的安全隐患。