锂离子电池电解液及其制备方法、以及锂离子电池的制作方法

文档序号:9721101阅读:448来源:国知局
锂离子电池电解液及其制备方法、以及锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种裡离子电池电解液,特别是涉及一种裡离子电池电解液及其制备 方法、W及裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池由于具有高能量密度、低自放电率和长循环寿命的特性在数码产品市 场占有极大的优势和市场。目前的智能手机和平板电脑等电子产品,由于使用功能的增多, 耗电量远远大于之前的数码电子产品,因此目前的智能手机和平板电脑等数码电子产品需 要经常性的给裡离子电池充电,W保证满足数码电子产品的正常使用功能。
[0003] 一般而言,裡离子电池的标准充放电C率为0. 2C~0. 5C,即充满1次电需要2小 时~5小时,送样会严重制约消费者使用电子产品的有效使用频率。即使是设置快速充电, 一般也只能采用1C的充放电率来进行充电,也无法满足消费者的需求,而且长期使用快速 充电,会影响裡离子电池的高温循环性能、高温储存、储存后电化学性能W及使用寿命。
[0004] 针对上述问题,一般采用增加正、负极片的导电性W及降低正、负极片的厚度来实 现。例如,通过在正、负极片中添加碳纤维等纳米导电剂,W降低裡离子电池的内阻,提高电 池的快充快放性能,然而此类纳米导电剂材料成本很高,且添加纳米导电剂后正负极在配 料过程中浆料均匀性的工艺实现比较困难。又如,通过降低正、负极片的涂布面密度和降低 压实密度,从而降低正负极片的厚度和提高极片的空隙率,W减小裡离子的迁移扩散路径 及增加电解液的保有量,进而提高裡离子电池的快速充电能力,但是,送样会导致非活性材 料增加,电池的能量密度会显著下降。

【发明内容】

[0005] 基于此,有必要提供一种能够提高裡离子电池充电速率W及长循环性能的裡离子 电池电解液及其制备方法、W及采用该裡离子电池电解液的裡离子电池。
[0006] -种裡离子电池电解液,包括如下质量份的各组分:
[0007] 环我髓 25货~35脉; 链-狄减驗醋 30俄。..50份; 链我簇酸醋 25餘~-35妃: 六氣蹲酸锥 i2.5份~i4,5徐; 識酸狂乙蹄燕 1份~2汾; 氣代碳酸乙婦髓 2输~4妨、。
[0008] 其中一个实施例中,所述环状醋为碳酸己帰醋、碳酸丙帰醋和Y-了内醋中的至 少一种。
[0009] 其中一个实施例中,所述链状碳酸醋为碳酸二己醋、碳酸二甲醋和碳酸甲己醋中 的至少一种。
[0010] 其中一个实施例中,所述链状駿酸醋为己酸己醋和己酸丙醋中的至少一种。
[0011] 一种裡离子电池电解液的制备方法,包括如下步骤:
[0012] 按质量比为25~35 ; 30~50 ;25~35,将环状醋、链状碳酸醋和链状駿酸醋混匀 后,得到第一混合液;
[0013] 按质量比为12. 5~14. 5 ;80~120,将六氣磯酸裡和所述第一混合液混匀后,得 到第二混合液;
[0014] 按质量比为1~2 ;2~4 ;92. 5~134. 5,将碳酸亚己帰醋、氣代碳酸己帰醋和所 述第二混合液混匀后,得到所述裡离子电池电解液。
[0015] 其中一个实施例中,所述环状醋为碳酸己帰醋、碳酸丙帰醋和Y-了内醋中的至 少一种。
[0016] 其中一个实施例中,所述链状碳酸醋为碳酸二己醋、碳酸二甲醋和碳酸甲己醋中 的至少一种。
[0017] 其中一个实施例中,所述链状駿酸醋为己酸己醋和己酸丙醋中的至少一种。
[0018] 一种裡离子电池,包括任一所述的裡离子电池电解液。
[0019] 送种裡离子电池电解液应用于裡离子电池中,碳酸亚己帰醋和氣代碳酸己帰醋能 够在电极材料表面形成致密度更高W及结构更稳定的SEI膜,从而可W避免充放电过程 中,正、负极之间迁移的裡离子吸附在电极材料表面,送样,可W增加迁移的裡离子浓度,从 而提高了单位充放电时间内正、负极之间移动的电荷的数量,进而提高了裡离子电池充放 电速率。此外,碳酸亚己帰醋和氣代碳酸己帰醋在电极材料表面形成的高致密度沈I膜还 可W抑制裡离子电池电解液自身发生的分解反应,送样,可W确保裡离子电池具有较快的 充放电速率,同时还可W提高裡离子电池的长循环性能,从而提高了费者使用电子产品的 有效使用频率。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明一实施方式的裡离子电池电解液的制备方法的流程图;
[0021] 图2为本发明一实施方式的裡离子电池的制备方法的流程图;
[0022] 图3为实施例1~3 W及对比例制备的裡离子电池在25°C下W 3C充放电800周 的循环容量保持率曲线图;
[0023] 图4为实施例1~3 W及对比例制备的裡离子电池 W在25°C下W 5C充电10分钟 的充电曲线图。
【具体实施方式】
[0024] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本发 明。但是本发明能够W很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可W在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[00巧]一实施方式的裡离子电池电解液,包括如下质量份的各组分:
[0026] 巧状黯 25份.、35仿; 链祇破聽髓 別)傍.、.50汾; 链狀數藏黯 25餘.、..35係;
[0027] 六氣蹲酸裡(UPFf,) i 2.5输…? 4,5碱 碳敏亚乙锦鶴(VC ) 1静…2係 氣代碳驗乙婦踞(F.EC ) 2价、.4餘。
[0028] 上述裡离子电池电解液采用上述份量的碳酸亚己帰醋和氣代碳酸己帰醋能够在 裡离子电池的电极材料表面形成致密度更高W及结构更稳定的SEI (solid electrolyte inte计ace,固体电解质界面)膜。也就是说,采用上述裡离子电池电解液的裡离子电池首 次充放电过程中,电极材料和电解液在固液相界面上会发生反应从而形成一层覆盖于电极 材料表面的纯化层,所述纯化层既可W允许裡离子化i+)自由地嵌入和脱出,又可W有效 地阻止溶剂分子的通过。相对于传统的裡离子电池由于电极材料表面结构不够致密会产生 裡离子孔洞吸附现象,导致正、负极之间迁移的裡离子浓度降低,上述裡离子电池电解液可 W避免充放电过程中,正、负极之间迁移的裡离子吸附在电极材料表面,送样,可W增加迁 移的裡离子浓度,从而提高了单位充放电时间内正、负极之间移动的电荷的数量,进而提高 了裡离子电池充放电速率。此外,碳酸亚己帰醋和氣代碳酸己帰醋在电极材料表面形成的 高致密度SEI膜还可W抑制裡离子电池电解液自身发生的分解反应,送样,可W确保裡离 子电池具有较快的充放电速率,同时还可W提高裡离子电池的长循环性能,从而提高了消 费者使用电子产品的有效使用频率。
[0029] 在本实施方式中,环状醋为碳酸己帰醋巧C)、碳酸丙帰醋(PC)和Y-了内醋 (GBL)中的至少一种。可W理解,Y-了内醋具有介电常数较大W及粘度较小的优点,当 Y - 了内醋应用于上述裡离子电池电解液中时,可W提高裡离子在电池电解液中的迁移速 率W及迁移浓度。例如,环状醋为碳酸己帰醋和碳酸丙帰醋的混合物,其中,碳酸己帰醋和 碳酸丙帰醋的质量比为5:2。又如,环状醋为碳酸己帰醋和Y-了内醋的混合物,其中,碳 酸己帰醋和Y-了内醋的质量比为2:1。
[0030] 在本实施方式中,链状碳酸醋为碳酸二己醋值EC)、碳酸二甲醋(DMC)和碳酸甲己 醋(EMC)中的至少一种。例如,链状碳酸醋为碳酸二己醋和碳酸甲己醋的混合物,其中,碳 酸二己醋和碳酸甲己醋的质量比为1 ;1。
[003。 在本实施方式中,链状駿酸醋为己酸己醋(EA)和己酸丙醋(PA)中的至少一种。可 W理解,己酸己醋和己酸丙醋具有比链状碳酸醋更大的介电常数W及更小的粘度,当己酸 己醋和己酸丙醋应用于上述裡离子电池电解液中时,可W提高裡离子在电池电解液中的迁 移速率W及迁移浓度。例如,链状駿酸醋为己酸己醋和己酸丙醋的混合物,其中,己酸己醋 和己酸丙醋的质量比为1 ;2。
[0032] 如图1所示,一实施方式的上述裡离子电池电解液的制备方法包括如下步骤:
[0033] S110 ;按质量比为25~35 ;30~50 ;25~35,将环状醋、链状碳酸醋和链状駿酸 醋混匀后,得到第一混合液。
[0034] S120 ;按质量比为12. 5~14. 5 ;80~120,将六氣磯酸裡和第一混合液混匀后,得 到第二混合液。
[0035] S130 ;按质量比为1~2 ;2~4 ;92. 5~134. 5,将碳酸亚己帰醋、氣代碳酸己帰醋 和第二混合液
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