电解液及其制备方法、包含该电解液的高能量密度锂离子电池及其制备方法与流程

文档序号:22504491发布日期:2020-10-13 09:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电解液,其特征在于,包括锂盐、非水性有机溶剂、负极成膜有机添加剂和修饰性添加剂,所述负极成膜有机添加剂为氟代碳酸乙烯酯、1,2-二氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯中的任一种或至少两种,所述修饰性添加剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂中的任一种或至少两种。

2.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述负极成膜有机添加剂占电解液总质量的1~8%。

优选地,所述修饰性添加剂占电解液总质量的1~8%。

3.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的任一种或至少两种;

优选地,所述锂盐占电解液总质量的10~18%。

4.根据权利要求1所述的电解液,其特征在于,所述非水性有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、乙酸乙酯中的任一种或至少两种;

优选地,所述非水性有机溶剂占电解液总质量的80~88%。

5.一种权利要求1至4任一项所述的电解液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

在充满氩气的手套箱中往非水有机溶剂中加入负极成膜有机添加剂、修饰性添加剂,搅拌均匀,制得混合溶液;

往所述混合溶液中加入锂盐,搅拌至完全溶解,制得电解液。

6.一种包含权利要求1至4任一项所述电解液的高能量密度锂离子电池,其特征在于,还包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜。

7.根据权利要求6所述的高能量密度锂离子电池,其特征在于,所述正极片包括铝集流体和正极材料,所述正极材料包括80~99%的正极活性物质、0.5~10%的导电剂和0.5~10%的粘结剂,所述负极片包括铜集流体和负极材料,所述负极材料包括80~99%的负极活性物质,0.5~10%的导电剂和0.5~10%的粘结剂。

8.根据权利要求7所述的高能量密度锂离子电池,其特征在于,所述正极活性物质为镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂和富锂锰基中的任一种或至少两种;

优选地,所述导电剂为导电碳黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、导电石墨和碳纤维的任一种或至少两种;

优选地,所述粘结剂为聚偏氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、全氟磺酸树脂、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚丙烯酸甲酯的任一种或至少两种;

优选地,所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅负极、硅碳负极、锡负极的任一种或至少两种。

9.根据权利要求6所述的高能量密度锂离子电池,其特征在于,所述隔膜为pp、pe、pp/pe/pp、涂覆隔膜中的任一种,所述涂覆隔膜包括基膜和涂覆于所述基膜上的涂层,所述基膜为pp、pe、pp/pe/pp、聚酰亚胺中的任一种,所述涂层为陶瓷或者芳纶中的任一种。

10.一种权利要求6至9任一项所述的高能量密度锂离子电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

s10、制备正极片:将正极活性物质、导电剂以及粘结剂与nmp溶剂混合制成正极浆料,再将所述正极材料浆料涂覆于铝箔表面,依次进行烘干、辊压、裁片;

s20、制备负极片:将负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和水混合制成负极浆料,再将所述负极浆料涂覆于铜箔表面,依次进行烘干、辊压、裁片;

s30、制备隔膜:提供基膜,并于基膜上涂覆陶瓷或者芳纶涂层;

s40、组装:将所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次重叠卷绕形成圆筒状的卷绕结构,对所述卷绕结构依次进行封装、真空烘烤,然后将电解液注入电池壳的内腔内,并将卷绕结构浸泡于所述电解液中,再继续注入电解液;注液后依次进行封装、化成和分容工序,制得高能量密度锂离子电池。


技术总结
本发明公开一种电解液及其制备方法、包含该电解液的高能量密度锂离子电池及其制备方法,其中,电解液包括锂盐、非水性有机溶剂、负极成膜有机添加剂和修饰性添加剂,所述负极成膜有机添加剂为氟代碳酸乙烯酯、1,2‑二氟代碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯中的任一种或至少两种,所述修饰性添加剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂中的任一种或至少两种。本发明的电解液可在负极材料颗粒表面快速的形成一层致密、稳定、较薄同时具有良好机械性能的SEI膜;包含该电解液的高能量密度锂离子电池在循环使用过程中能够缓解硅基负极体积膨胀造成的锂电池容量衰减、颗粒粉化等问题,具有良好的循环稳定性和倍率性能。

技术研发人员:徐宁;郭华军;李小兵;周丹;张志平;刘聪;王永湘
受保护的技术使用者:广东博力威科技股份有限公司
技术研发日:2020.06.24
技术公布日:2020.10.13
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