一种快速充电的锂离子电池电解液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池技术领域，具体设及一种快速充电的裡离子电池电解液。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池由于工作电压高、能量密度高、循环寿命长、对环境友好等特点，广泛 应用与3C数码产品、电动汽车、军事航天等领域。随着智能数码产品的普及，新能源汽车的 应用越加广泛，人们对快速充电的需求更加迫切，缩短充电时间可W提高用户体验，快速充 电技术是将来电忍发展重要方向。
[0003] 影响快速充电技术的发展是多方面的。从电忍本身来看，电池设计、正负极材料、 电解液是影响电池快充技术的关键，其中快速充电的电解液对快充技术的影响尤为明显。 电池在快速充电的过程中，裡离子快速从正极脱出进入电解液，然后穿过隔膜、进入负极进 行嵌裡，大量裡离子进行快速迁移需要电解液具有较高的动力学性能，在传质过程中具有 更小的传质阻力，因此需要电解液满足较好的浸润性、更低的黏度，更低的裡离子传输阻 力。
[0004] 现有技术中，大多使用低沸点的有机溶剂来改善电解液的动力学性能，例如线状 碳酸二甲醋、碳酸甲乙醋、乙酸乙醋，乙酸丙醋等有机溶剂具有较低的黏度，能为裡离子传 输提供更适宜的通道，但运些溶剂的使用会造成电池高溫性能受到挑战，同时簇酸醋类有 机溶剂与电池负极石墨的兼容性较差会对电池循环性能造成恶化。
[0005] 因此，在当今追求高能量密度、高电压、负极高压实密度的需求下，开发与快充电 解液相匹配的溶剂、添加剂组合是解决上述问题的关键，而且快速充电技术要求电解液具 有较高的动力学性能，改善电池动力学和高溫性能、循环性能是快充电解液的主要目标。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种快速充电的裡离子电池电解 液，该电解液能够满足电压4.35V、负极压实密度为1.6g/cm 3W上的高电位、高压实密度、2C W上的快充体系电池的需求，同时兼具较好的循环性能和高低溫性能。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[000引提供一种快速充电的裡离子电池电解液，由溶剂、裡盐及添加剂组成，所述非水性 有机溶剂中包括低沸点的线状碳酸醋和线状簇酸醋、氣苯W及氨氣酸中的两种W上的混合 物;所述添加剂包括负极成膜的第一添加剂、改善电池循环性能的第二添加剂W及提高电 池高溫性能的第=添加剂。
[0009] 优选的，所述溶剂占裡离子电池电解液总质量的70%-88%。
[0010] 优选的，所述线状碳酸醋为碳酸二甲醋、碳酸甲乙醋；
[0011] 所述线状簇酸醋为丙酸丙醋、丙酸乙醋、乙酸丙醋、丙酸下醋、乙酸乙醋、丙酸异丙 醋、下酸乙醋、乙酸甲醋中的至少一种。
[0012] 优选的，所述氨氣酸为氣甲基-1，1，1，3,3,3-六氣异丙基酸、1，1，2,2-四氣乙基乙 基酸、2,6-二氣苯甲酸、1，1，1，3,3,3-六氣异丙基甲基酸、四氣甲基下基酸、1，1，3,3,3-五 氣-2-立氣甲基丙基甲基酸、1,1,2,2-四氣乙基-2,2,2-立氣乙基酸、1,2,2-四氣乙基-2,2, 3,3-四氣丙基酸、1，1，2,2-四氣乙基-4-甲基苯基酸中的至少一种。
[OOU] 优选的，所述添加剂占裡离子电池电解液总质量的0.1%-2〇%。
[0014] 优选的，所述第一添加剂为碳酸亚乙締醋、氣代碳酸乙締醋、1，3丙烷横酸内醋中 的至少一种，所述第一添加剂占裡离子电池电解液总质量的0.5%-10%。
[0015] 优选的，所述第二添加剂为二氣草酸棚酸裡(DFOB)、双草酸棚酸裡(BOB)、双氣横 酷亚胺裡(FSI)、双S氣甲烧横酷亚胺裡(TFSI)、硫酸乙締醋(DTD)、4-甲基硫酸乙締醋(4-methyl DTD)、4-乙基硫酸乙締(4-ethyl DTD)醋、4-丙基硫酸乙締醋（A-Propyl-DTD)中的 至少一种，所述第二添加剂占裡离子电池电解液总质量的〇.1%-5%。
[0016] 优选的，所述第=添加剂为包括含有2个或3个腊基官能团的腊类化合物，腊类化 合物能够消除低沸点化合物而带来的高溫性能恶化，使得电解液整体具有较好的动力学性 能所述第S添加剂占裡离子电池电解液总质量的0.5%-5%。
[0017]优选的，所述腊类化合物为T二腊、戊二腊、2-甲基戊二腊、己二腊、1，3,6-己烧立 腊、庚二腊中至少一种。
[001引优选的，所述裡盐占裡离子电池电解液总质量的8%-20%。更优选的，为了提高快 速充电的能力，对电解液的裡盐浓度适度提高，所述裡盐占裡离子电池电解液总质量的
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] 本发明的一种快速充电的裡离子电池电解液，一方面通过改变溶剂体系提升电池 动力学性能，在溶剂体系中选择易扩散、浸润性好、黏度低、烙沸点较低的线状碳酸醋、线状 簇酸醋，氣苯和氨氣酸作为溶剂；另一方面，采用阻抗较低的添加剂W改善电池成膜性能、 循环性能和高溫性能，而降低现有技术中高阻抗添加剂的使用，添加剂由负极成膜添加剂、 改善电池循环性能的添加剂、提高电池高溫性能的添加剂组成。与现有技术相比，本发明具 有W下优点：一方面通过采用上述低沸点有机溶剂调整电解液体系的浸润效果和传质阻 力，为裡离子的脱嵌裡过程提高良好的通道;另一方面，由于上述溶剂中引入的低沸点线状 碳酸醋和簇酸醋，其会导致与石墨不相容、电池循环性能差、不耐高溫的问题（即现有技术 无法解决的问题），但本发明通过联合使用的=种添加剂，有效减少了高阻抗化合物的使 用，其采用的改善电池循环性能的添加剂能够有效解决因引入低沸点的线状碳酸醋、簇酸 醋类有机溶剂而产生的与石墨不相容的问题，同时本发明的腊类添加剂还能够消除上述低 沸点有机溶剂所而带来的高溫性能恶化。因此，本发明采用的低沸点有机溶剂与=种添加 剂的联合使用而产生协同作用，形成相匹配且具有良好动力学性能的电解液体系，从而能 够满足电压4.35V、负极压实密度为1.6g/cm 3W上的高电位、高压实密度、2CW上的快充体 系电池的快速充电需求，同时该电解液兼具较好的循环性能和高低溫性能。
【附图说明】
[0021] 图1是对比例3和实施例3-8的电解液所制备的电池2C/1C循环性能测试图。
[0022] 图2是对比例1、2和实施例1、2、4、5的电解液所制备的电池3C/1C循环性能测试图。
[0023] 图3是对比例1、2、3和实施例1、2、5、6的电解液所制备的电池在45°C下1C/1C循环 性能测试图。
[0024] 图4是对比例1、2、3和实施例1、2、4、6、8的电解液在低溫10°C下的交流阻抗图谱。
【具体实施方式】
[0025] 结合W下实施例及附图对本发明作进一步说明。
[00%] 对比例1
[0027] 在充满氣气的手套箱(水分<10ppm，氧分<lppm)中，将碳酸乙締醋、碳酸甲乙醋 W25:75质量比混合均匀，在混合溶液中加入质量份数为1.0%的碳酸亚乙締醋，2%的1,3-丙烷横酸内醋，再缓慢加入质量份数为14.0%的LiPFs,揽拌至其完全溶解，得到对比例1的 裡离子电池电解液。
[0028] 对比例2
[0029] 在充满氣气的手套箱(水分<10ppm，氧分<lppm)中，将碳酸乙締醋、碳酸二甲醋、 碳酸甲乙醋W25: 55:20质量比混合均匀，在混合溶液中加入质量份数为1.0%的碳酸亚乙 締醋，2%的1,3-丙烷横酸内醋，再缓慢加入质量份数为14.0%的LiPFs,揽拌至其完