一种高压锂离子电池用电解液及锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种高压裡离子电池用电解液及裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池因其具有高能量密度、工作电压高、比容量大、长循环寿命、自放电率 低、宽工作溫度范围及绿色环保等优点，使得其成为目前移动电子设备、摄像机、笔记本电 脑等便携式设备的主要能源。但是，近几年来移动电子设备特别是智能手机(更轻、更薄）的 飞速发展，也对裡离子电池的能量密度提出了更高的需求。而LiNiMn〇4、LiNiCoMn〇2、 LiCoPCk能够在较高的电压下发生裡离子的脱嵌反应，因此为提高裡离子电池的能量密度 带来了新的希望。但是裡离子电池的电解液在高电压下容易分解，导致裡离子电池的充放 电效率低，循环性能差，制约了高电压裡离子电池的进一步发展，因此开发适合高电压正极 材料使用的高电压电解液，将具有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的是克服现有技术的不足，提供一种高压裡离子电池用电解液。
[0004] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种高压裡离子电池用电解液，W电 解液的总质量计为100%，所述的电解液是由如下质量百分比的成分组成的：溶剂80~ 89%、裡盐10~15%、添加剂0.5~5%，所述的溶剂是由碳酸乙締醋、碳酸甲乙醋及甲基氣 代下基酸混合而成，所述的添加剂是由乙締基碳酸乙締醋、氣代碳酸乙締醋、己二腊组成。
[0005] 优选地，W所述电解液的总质量计为100%，所述的溶剂是由W下质量百分比的成 分组成:碳酸乙締醋35~40%、碳酸甲乙醋7~10%、甲基氣代下基酸35~45%。
[0006] 优选地，W所述电解液的总质量计为100%，其中，所述的添加剂是由W下质量百 分比的成分组成的：乙締基碳酸乙締醋0.2~3%、氣代碳酸乙締醋0.2~3%、己二腊0.1~ 2%。
[0007] 优选地，所述的裡盐为^?。6、^808、^00。8、^則〔。35〇2)2中的一种或多种的组 么 n O
[000引进一步优选地，所述的裡盐的投料浓度为0.1~Imol/L。
[0009] 本发明的另一个目的是提供一种裡离子电池，该裡离子电池包括正极片、负极片、 裡离子隔膜及上述电解液。
[0010] 由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的高电 压裡离子电池用电解液，采用了由碳酸乙締醋、碳酸甲乙醋及甲基氣代下基酸混合而成的 溶剂，该溶剂加入到裡盐中得到的电解液无闪点，安全性能高，同时，采用了该溶剂的电解 液对正极的充放电容量无不良影响，且具有较好的循环性能；而在电解液中添加乙締基碳 酸乙締醋、氣代碳酸乙締醋，有助于提高裡电池的电化学性能，同时还提高了正极材料在高 溫下的循环性能;而在电解液中添加己二腊，具有较高的氧化分解电位，可抑制电解液在高 电位下的氧化分解，解决了电池在高电压条件下气胀严重、循环性能差的问题，而通过其与 甲基氣代下基酸混合的协同作用，使制备的高电压裡离子电池电解液具有良好的耐高溫性 能和耐高压性能，使得本发明的高电压裡离子电池在常溫下循环性能稳定，在高溫条件下 不气胀，内阻变化小，具有良好的市场前景。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合具体实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
[0012] W下如无特别指明，实施例中的含量均为质量百分含量。其中，各组分的质量百分 含量= 100% X各组分质量/电解液的总质量。
[OOU] 对比例1
[0014]电解液的制备:该电解液包括80.5 %的溶剂、13.5 %的裡盐、6 %的添加剂，其中， 该溶剂是由48.3%的碳酸二乙醋、24.1%的碳酸乙締醋、8.1%的碳酸丙締醋混合而成的， 运里采用的裡盐为六氣憐酸裡，该添加剂是由1.0%的碳酸亚乙締醋、5.0%的己二腊混合 而成的。
[001引实施例1
[0016] -种裡离子电池，该裡离子电池包括正极片、负极片、裡离子隔膜及电解液。本例 提供了一种电解液的制备方法，具体如下:该电解液包括80%的溶剂、15%的裡盐、5%的添 加剂，其中，溶剂是由35%的碳酸乙締醋、10%的碳酸甲乙醋、35%的甲基氣代下基酸混合 而成，添加剂是由2%的乙締基碳酸乙締醋、2.5%的氣代碳酸乙締醋、0.5%的己二腊混合 而成，运里采用的裡盐为LiPFs,当然运里的裡盐可W采用LiPF6、LiB0B、Li0DFB、LiN (C的S化)2中的一种或多种的组合，且该裡盐的投料浓度控制在0.1~Imo 1/L即可。
[0017] 实施例2
[001引电解液的制备:该电解液包括85 %的溶剂、12 %的裡盐、3 %的添加剂，其中，溶剂 是由35%的碳酸乙締醋、10%的碳酸甲乙醋、40%的甲基氣代下基酸混合而成，添加剂是由 1 %的乙締基碳酸乙締醋、1.3%的氣代碳酸乙締醋、0.7%的己二腊混合而成，运里采用的 裡盐为LiN(C的S02)2。
[0019] 实施例3
[0020] 电解液的制备:该电解液包括89%的溶剂、10%的裡盐、1 %的添加剂，其中，溶剂 是由40%的碳酸乙締醋、9%的碳酸甲乙醋、40%的甲基氣代下基酸混合而成，添加剂是由 0.4%的乙締基碳酸乙締醋、0.4%的氣代碳酸乙締醋、0.2%的己二腊混合而成，运里采用 的裡盐为LiN(C的S〇2)2。
[0021 ]实施例4
[002^ 电解液的制备:该电解液包括89 %的溶剂、10 %的裡盐、1 %的添加剂，其中，溶剂 是由37%的碳酸乙締醋、9%的碳酸甲乙醋、43%的甲基氣代下基酸混合而成，添加剂是由 0.4%的乙締基碳酸乙締醋、0.4%的氣代碳酸乙締醋、0.2%的己二腊混合而成，运里采用 的裡盐为LiN(C的S02)2。
[0023] 将上述实施例1~4制备的裡离子电池电解液及对比例1制备的裡离子电池电解液 注入经过充分干燥的石墨/LiNi〇.5Mn〇.3Co〇.2化电池，电池经过一封静置、预充化成、二封分 容后进行3.4V~4.95V IC循环充放电常溫循环测试和4.95V满电态60°C/6H储存测试。
[0024] 常溫循环测试：
[00巧]在25°C ± 3°C条件下，WIC倍率恒流-恒压的方式将电池充电至4.95V，截止电流为 0.05C;然后WlC恒流放电至3.4V，完成一次IC充放电循环;重复上述充放电过程，W第200 次的放电容量除W第一次的放电容量，得到循环200次的容量保持率。
[0026] 60°C高溫储存测试：
[0027] 将电池 WO. 5C倍率恒流恒压充电至4.95V，测试电池厚度、内阻，然后将电池放入 60°C烘箱中，7天后取出电池，趁热测试电池厚度，待电池降至室溫后测试内阻；
[0028] 电池厚度鼓胀率=(储存后的电池厚度-储存前的电池厚度)/储存前的电池厚度。
[0029] 将按照上述对比例及实施例制作出的电池进行常溫IC循环、60度高溫储存测试， 结果见下表：
[0030] 表 1
[0032] 从表1中，可看出，采用了碳酸乙締醋、碳酸甲乙醋及甲基氣代下基酸的混合溶液 作为溶剂，采用乙締基碳酸乙締醋、氣代碳酸乙締醋及己二腊的混合作为添加剂，有效地提 高了裡电池常溫下的容量保持率，且其厚度增加率及内阻增加率远远优于对比例。
[0033] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 ±能够了解本发明的内容并加 W实施，并不能W此限制本发明的保护范围，凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种高压锂离子电池用电解液，其特征在于，以电解液的总质量计为100%，所述的电 解液是由如下质量百分比的成分组成的：溶剂80~89%、锂盐10~15%、添加剂0.5~5%，所述的 溶剂是由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯及甲基氟代丁基醚混合而成，所述的添加剂是由乙烯基 碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈组成。2. 根据权利要求1所述的高压锂离子电池用电解液，其特征在于，以所述电解液的总质 量计为100%，所述的溶剂是由以下质量百分比的成分组成:碳酸乙烯酯35~40%、碳酸甲乙酯 7~10%、甲基氟代丁基醚35~45%。3. 根据权利要求1所述的高压锂离子电池用电解液，其特征在于，以所述电解液的总质 量计为100%，其中，所述的添加剂是由以下质量百分比的成分组成的：乙烯基碳酸乙烯酯 0.2~3%、氟代碳酸乙烯酯0.2~3%、己二腈0.1~2%。4. 根据权利要求1所述的高压锂离子电池用电解液，其特征在于，所述的锂盐为LiPF6、 LiB0B、Li0DFB、LiN(CF3S02)2中的一种或多种的组合。5. 根据权利要求4所述的高压锂离子电池用电解液，其特征在于，所述的锂盐的投料浓 度为 0.1~lmol/L。6. -种锂离子电池，包括正极片、负极片、锂离子隔膜及电解液，其特征在于，所述的电 解液为权利要求1~5任意一项权利要求所述的高压锂离子电池用电解液。
【专利摘要】<b>本发明公开了一种高压锂离子电池用电解液，以电解液的总质量计为100%，所述的电解液是由如下质量百分比的成分组成的：溶剂80~89%、锂盐10~15%、添加剂0.5~5%，所述的溶剂是由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯及甲基氟代丁基醚混合而成，所述的添加剂是由乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈组成。本发明的电解液，其溶剂中添加了甲基氟代丁基醚，使得该电解液无闪点、安全性高，而采用了本发明的添加剂的锂离子电池，在常温下循环性能稳定，在高温条件下不气胀、内阻变化小，安全性强，具有良好的高温性能和高压性能。</b>
【IPC分类】H01M10/0525, H01M10/0568, H01M10/0567
【公开号】CN105576291
【申请号】CN201510956600
【发明人】王小龙
【申请人】苏州华一新能源科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月18日