电解液功能添加剂、含有该添加剂的非水锂离子电池电解液及锂离子电池的制作方法_2

文档序号:9398387阅读:来源:国知局
019] 2、锂离子电池正极的制备:将镍钴铝三元材料NCA、导电剂SuperP、粘接剂PVDF按 质量比96:2. 0:2. 0混合均勾制成一定粘度的锂离子电池正极楽:料,涂布在集流体错箱上, 其涂布量为〇.〇194g/cm2,在85°C下烘干后进行冷压;然后进行切边、裁片、分条,分条后在 真空条件下85°C烘干4小时,焊接极耳,制成满足要求的锂离子电池正极。
[0020] 3、锂离子电池负极极片的制备:将人造石墨与导电剂SuperP、增稠剂CMC、粘接剂 SBR (丁苯橡胶乳液)按质量比90:2. 0:2. 0:6. 0的比例制成浆料,涂布在集流体铜箱上并在 85°C下烘干,涂布量为0. 0089g/cm2;进行切边、裁片、分条,分条后在真空条件下IKTC烘干 4小时,焊接极耳,制成满足要求的锂离子电池负极。
[0021] 4、锂离子电池的制备:将根据前述工艺制备的锂离子电池正极、负极极片和隔离 膜经过叠片工艺制作成厚度为4. 2mm,宽度为34mm,长度为82mm的锂离子电池,在75°C下真 空烘烤10小时,注入如前所述的非水锂离子电池电解液。静置24小时后,用0. lC(160mA) 的恒定电流充电至4.2V,然后以4.2V恒压充电至电流下降到0.05C(80mA);然后以 0. lC(160mA)放电至3. 0V,重复2次充放电,最后再以0. lC(160mA)将电池充电至3. 8V,完 成电池制作。
[0022] 在本发明中,还进行实施例2~8的试验,以及对比例1~7的对比试验,实施例 和对比例的配制方法参照实施例1的配制方法进行。
[0023] 如表1至表4所示,本发明进行的实施例和对比例的各项指标和性能测试如表中 所示。
[0024] 表1 :对比例1~7、实施例1~8使用的电池正、负极和溶剂材料及溶剂比例对比 表。
[0025] 注:NCA,镍钴铝三元材料;LM0,锰酸锂;LFP,磷酸铁锂;LC0,钴酸锂。
[0026] 表2 :对比例1~7、实施例1~8使用的LiPF6浓度、添加剂及添加剂用量对比表。
[0027] 表3 :对比例1~7、实施例1~8获得的首次效率、500周容量保持、-40° 0. 2C 放电等功能的对比表。 υ?Ν 丄 丄丄 λ J ^ V/ i
[0028] 表4 :对比例I~7、实施例1~8获得的2C倍率放电、60°循环100周、60° 7天 厚度膨胀率、60° 7天容量保持率、60° 7天容量恢复率、0°析锂情况等功能对比表。
[0029] 经过试验对比,可以得出:添加了本发明所述功能添加剂的非水锂离子电池电解 液,明显可以提高应用了它的锂离子电池的首次效率;从实施例可以看出,由于其可以促使 电解液成膜更薄更均匀,从而可以明显改善电池的常温循环性能和常温倍率放电性能,并 且可以改善高温循环性能;从低温测试数据对比可以看出,其可以明显改善低温析锂情况, 并且低温放电性能也得到极大的改善。
[0030] 上述实施例只是发明人对本发明进行的若干个实施例的说明,当然也可以是其它 的添加剂,如 CsBF4、CsAsF6、CsN (SO2C2F5) 2、CsN (SO2CF3) 2、CsCF3S03、CsC104、CsF、CsCl、Cs 2SO4, RbBF4、RbAsF6、RbN(S02C2F 5)2、RbN (SO2CF3) 2、RbCF3S03、RbC104、RbF、RbCl、Rb 2SO4, Sr (BF4) 2、 Sr (AsF6) 2、Sr(N(S02C2F5)2) 2、Sr (N(SO2CF3) 2)2、Sr (CF3SO3) 2、Sr (ClO4) 2、SrF2、SrCl2、SrS04, Ba (BF4) 2、Ba (AsF6) 2、Ba (N (SO2C2F5) 2) 2、Ba (N (SO2CF3) 2) 2、Ba (CF3SO3) 2、Ba (ClO4) 2、BaF2、BaCl2、 BaSO4,等等,均能达到本发明所述的效果。因篇幅所限,在此就不一一列举。上述实施例对 本发明作了详细的说明,但并不意味着本发明仅仅局限于这些实例。在不脱离本发明技术 原理的情况下,对其进行改进和变形在本发明权利要求和技术之内,也应属于本发明的保 护范围。
【主权项】
1. 一种非水锂离子电池电解液的功能添加剂,其特征在于:所述功能添加剂的通式为 AB,其中, A为Cs、Rb、Sr或Ba中的一种或一种以上的混合物; B 为 PF6、CH3COO、CO32、BF4、AsF 6、N (SO2C2F5) 2、N (SO2CF3) 2、N (SO2F) 2、CF3SO3、ClO4、 BC4O8 (BOB )、BC2O4F2 (DF0B )、PF3 (CF2CF3) 3 (FAP )、F、Br、I、Cl、NO3 或 SO 42 中的一种或 一种以上的混合物。2. -种非水锂离子电池电解液,所述电解液含有电解质盐和非水有机溶剂,其特征在 于:所述电解液还包括如权利要求1所述的功能添加剂。3. 根据权利要求2所述的非水锂离子电池电解液,其特征在于:所述功能添加剂在所 述非水锂离子电池电解液中的摩尔浓度为〇? 001~〇? I mol/L,优选0? 03~0? 06 mol/L〇4. 根据权利要求2所述的非水锂离子电池电解液,其特征在于:所述非水有机溶剂 为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯 (EMC)、y-丁内酯(GBL)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(EP)、乙酸丁酯、丙酸乙 酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。5. 根据权利要求2所述的非水锂离子电池电解液,其特征在于:所述电解质盐为 LiPF6、LiBF4、LiClO 4' LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6' LiSbF6、LiCF3SO3' LiN(SO2CF3)2、 LiN(S02C 2F5)2、LiN (SO2CF3)2、LiN(S02C4F9)2、LiC (SO2CF3)3、LiPF3 (C3F7)3、LiB(CF3)4S LiBF3 (C2F5)中的一种或一种以上的混合物,所述电解质盐在锂离子电池电解液中的浓度为 0? 5 ~2. 5mol/L〇6. -种锂离子电池,包括正极、负极、隔膜以及电解液,其特征在于:所述电解液为如 权利要求2所述的非水锂离子电池电解液。7. 根据权利要求6所述的锂离子电池,其特征在于:所述负极包含选自人造石墨、天然 石墨、Si负极及其合金、Sn负极及其合金、金属锂负极及其合金、金属氧化物MO x、金属氮化 物、LixMyOzS Li 4Ti5凡012中的一种或一种以上的混合物,其中所述金属氧化物MO x中的M 为:Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge 或 Sn,X 为氧原子的个数,所述 LixMyOz中的 M 为:Ti、V、 Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge或Sn,x、y、z的取值满足构成化学分子式的要求,Li4Ti 5凡012中 的M为:Mg、Al、Ba、Sr 或 Ta,0 彡 X 彡 1。8. 根据权利要求6所述的锂离子电池,其特征在于:所述正极包含选自以下组分 中的一种或一种以上的混合物:Li4xM xTi5O12,其中M为Mg、Al、Ba、Sr或Ta,0彡X 彡 I ;Mn02;V 205;LiV3〇8; LiMCl ,??? XP04,其中 MCl 或 MC2 为 Fe、Mn、Ni、Co、Cr 或 Ti, 0彡叉彡1;1^3¥2具(卩04) 3,其中]\1为0、(:〇、?6、]\%、¥、11、他或〇6,0彡叉彡1; LiVPO4F; LiMClxMCS1 x02,其中 MCI 或 MC2 为 Fe、Mn、Ni、Co、Cr、Ti、MgSAl,0<x<l; LiMClxMC2yMC3lxy02,其中 MC1、MC2 或 MC3 为 Fe、Mn、Ni、Co、Cr、Ti、Mg 或 A1,0 彡 x 彡 1,0 彡 y 彡 I5LiMn2yXyO4,其中 X 为 Cr、Al 或 Fe,0 彡 y 彡 l;LiNi〇.5yXyMnL504,其中 X 为卩6、0、211、八1、]\%、6&、¥或〇1,0彡7〈0.5;1^]\0¥]\?:2 2]\?:31¥202,其中]\0、]\?:2或此3 为 Mn、Ni、Co、Cr、Fe 或它们的混合物,x=0. 3 ~0? 5, y 彡 0? 5, z 彡 0? 5 ;xLi2Mn03- (1-x) LiMClyMCSzMCS1 y z02,其中 MCI、MC2 或 MC3 为 Mn、Ni、Co、Cr、Fe 或它们的混合物,x=0. 3 ~ 0? 5, y 彡 0? 5, z 彡 0? 5 ;Li2MSi04,其中 M 为 Mn、Fe 或 Co ;Li2MS04,其中 M 为 Mn、Fe 或 Co ;LiMS04F,其中 M 为 Fe、Mn 或 Co ;Li2 ,(Fe1 yMny)P207,其中 0 彡 X彡 2,0 彡 y 彡 1; LiMn2O45LiFePO 4;LiCoO 2;LiNi 〇.8Co〇. 15Al〇.0502;LiNi 1/3Mn1/3Co1/302;LiNi 0.5Mn0.3Co0. 202; LiNi0.4Mn0.4Co0. 202;LiNi (^5Mnh5OyxLi 2Mn03? (l-x)LiNi 1/3Mn1/3Co1/302,其中,I;或 LiCoPO 4; 以上所述的正极材料中,其中:LiC〇02;LiNi asC〇Q.15AlaQ502;LiNi 1/3Mn1/3C〇1/302; LiNi0 5Mn0 3Co0 2O25LiNi 0 4Mn0 4Co0.202;LiNi Q 5Mn1.504;LiCoP0 xLi 2Mn03? (1-x) LiNi1/3Mn1/3Co1/302,0彡x彡1,可用于常规电压及高电压体系 。
【专利摘要】本发明公开了一种非水锂离子电池电解液添加剂以及包含了该功能添加剂的电解液以及锂离子电池,所述电解液包含电解质盐、非水有机溶剂和功能添加剂,所述功能添加剂的通式为化学通式为AB,其中,A、B均代表化学式;通过加入该功能添加剂,可以促使电解液体系在首次化成时可以形成致密均匀、锂离子传导性高的SEI膜,使电池在充放电期间的电流均匀分布,使锂离子的离子导电性增加,进而提高锂二次电池的首次容量发挥,常温循环性能和倍率性能,高温循环性能和存储性能,低温放电性能和倍率性能,并且可以减少锂枝晶的形成,缓解低温充放电时由于极化严重导致的析锂问题。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M10/0567
【公开号】CN105119015
【申请号】CN201510449324
【发明人】戴晓兵
【申请人】珠海市赛纬电子材料有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月28日
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