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:9419306阅读:来源:国知局
〔3〔5馬^!^6使其得到含有0.Olmol的CsC5馬^。6的非水电解液,均匀混合后,得到非水裡离 子电池电解液。
[0019]2、裡离子电池正极的制备:将LCO材料、导电剂Supe巧、粘接剂PVDF按质量比 96:2. 0:2. 0混合均匀制成一定粘度的裡离子电池正极浆料,涂布在集流体侣锥上,其涂布 量为0. 0194g/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,制成满足要求的裡离子电池正极。
[0020] 3、裡离子电池负极极片的制备:将人造石墨与导电剂Sup&rP、增稠剂CMC、粘接剂 SBR(下苯橡胶乳液)按质量比90:2. 0:2. 0:6.O的比例制成浆料,涂布在集流体铜锥上并在 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Iior烘干 4小时,焊接极耳,制成满足要求的裡离子电池负极。
[0021] 4、裡离子电池的制备:将根据前述工艺制备的裡离子电池正极、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的裡离子电池,在75°C下真 空烘烤10小时,注入如前所述的非水裡离子电池电解液。静置24小时后,用0.IC(ISOmA) 的恒定电流充电至4. 2V,然后W4. 2V恒压充电至电流下降到0. 05C(80mA);然后W 0.lC(160mA)放电至3. 0V,重复2次充放电,最后再Wo.lC(160mA)将电池充电至3. 8V,完 成电池制作。
[002引在本发明中,还进行实施例2~7的试验,W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1~7使用的电池正、负极和溶剂材料及溶剂比例对比 表。
[00巧]注:NCA,儀钻侣S元材料;LM0,儘酸裡;LFP,憐酸铁裡;LC0,钻酸裡。
[002引表2 :对比例1~7、实施例1~7使用的Li化浓度、添加剂及添加剂用量对比表。
[0027] 表3对比例I~7、实施例I~7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。
[002引表4 :对比例I~7、实施例I~7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°析裡情况等功能对比表。
[0029] 经过试验对比,可W得出:添加了本发明所述功能添加剂的非水裡离子电池电解 液,明显可W提高应用了它的裡离子电池的首次效率;从实施例可W看出,由于其可W促使 电解液成膜更薄更均匀,从而可W明显改善电池的常溫循环性能和常溫倍率放电性能,并 且可W改善高溫循环性能;从低溫测试数据对比可W看出,其可W明显改善低溫析裡情况, 并且低溫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W是 其它的添加剂,如Cs(CHzCN)2BF4、化(CHzCN)2CIO4、Sr(CHzCN)2CO3、Ba(CHzCN)Z(CFsSOs)2、Cs也成〔脚2細3〇)0、Rb(Cz^CN)ZF'SrBa(Cz^CN)Z(CFsSOs)2,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运些实例。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 AXB,其中, A为Cs、Rb、Sr或Ba中的一种或一种以上的混合物; X 为 C5H5N、(C2H5)3N、CH 3CN、(CH2CN)2、(C2H4CN) 2、乙二醇二甲醚(DME)或四氢呋喃(THF) 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份 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解液添加剂、电解液及锂离子电池,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AXB,其中,A、B、X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】H01M10/0567, H01M10/0525
【公开号】CN105140563
【申请号】CN201510449320
【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9日
【申请日】2015年7月28日
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