锂离子电池及其电解液的制作方法_3

文档序号:9868661阅读:来源:国知局
性能有所提高,但高于5% W后不会持续提高。
[005引测试立;间歇充电测试
[0056] 5(TC下,将对比例1~5和实施例1~18提供的裡离子电池各4只恒压充电至电 流为0. 05C,静置20虹S,然后0. 5C恒电流放电至3. 0V,如此充电/放电,分别计算电池循环 10次、30次、50次和100次后的容量保持率,测试结果如表4所示。表4测试结果表明:使 用组合添加剂的间歇充电容量保持率有较大的提高,电芯的性能得到了进一步提升。
[0057] 表4对比例1~5和实施例1~18裡离子电池间歇充电循环后的容量保持率
[0058]
[0059]
[0060] 681在组合添加剂中的使用的重量为;0.1%、5%、30%和40%(实施例1~4), 电池的间歇充电循环后的容量保持率随着邸L用量的增加而增加,G化在阴极表面可W形 成纯化膜,GBL越多保护膜越厚,保护性能越好,间歇充电循环后的容量保持率越高。
[0061] DTD在组合添加剂中的使用的重量为;0. 1%、0. 5%、3%和5% (实施例5~8), 电池的间歇充电循环后的容量保持率随DTD用量的增加先增加后减小。DTD在阴阳极表面 可W形成纯化膜,DTD在阴阳极表面可W形成纯化膜,DTD越多保护膜越厚,保护性能越好; 但过多的DTD在未形成保护膜时,长期在电芯中存在会有部分分解发生副反应影响间歇充 电循环性能。
[006引阳C在组合添加剂中的使用的重量为;1%、3%、5%、7%和10%(实施例9~13), 电池的间歇充电循环后的容量保持率随FEC用量的增加先增加后减小。送主要是因为;FEC 在阳极表面形成的SEI膜对循环有利,但在高温下容易发生部分分解,尤其是未成膜的FEC 在高温下更容易分解,用量过多对间歇充电循环不利。
[006引 ADN在组合添加剂中的使用的重量为;0. 1%、3%,5%、7%和9%(实施例14~ 18),电池的间歇充电循环后的容量保持率随ADN用量的增加而增加,ADN可W在阴极表面 形成良好的保护膜,随着含量增加循环性能有所提高。
[0064] 测试四:电池过充性能测试
[0065] 25C下,将对比例1~5和实施例1~18提供的裡离子电池各5只W IC的恒定 电流和IOV的恒定电压开始充电直至过度充电,测定电池的峰值温度和达到峰值温度所用 的时间(从4. 5V开始计时),并观察过充后电池的状态,过充性能测试结果如表5所示。
[0066] 表5对比例1~5和实施例1~18裡离子电池过充性能测试结果

[0069] GBL在组合添加剂中的使用的重量比为;0. 1%、5%、30%和40% (实施例1~4), 随着邸L的含量增加,电芯IClOV过充通过率有了较大提升,裡离子电池过充后的峰值温度 不断降低,达到峰值温度所用的时间增加。总体上,电芯的抗过充能力有较大提升,送是因 为一方面GBL有较高的闪点,使整体电解液的闪点升高;另一方面又在阴极表面形成纯化 膜,较小过充时电芯内部的副反应发生,电芯的安全性能得到提高。
[0070] DTD在组合添加剂中的使用的重量比为;0. 1%、0. 5%、3%和5% (实施例5~8), 随着DTD的含量增加,过充通过率无明显变化,电池过充后的峰值温度不断升高,达到峰值 温度所用的时间不断减小。送是由于DTD在过充高温下更容易分解,升温速率和产生的热 增多。
[0071] 阳0在组合添加剂中的使用的重量比为;1%、3%、5%、7%和10%(实施例9~ 13),随着FEC的含量增加,过充通过率、电池过充后的峰值温度及达到峰值温度所用的时 间无明显变化,FEC对过充没有明显影响。
[007引 ADN在组合添加剂中的使用的重量比为;0. 1%、3%,5%、7%和9%(实施例14~ 18),随着ADN的含量增加,过充通过率和电池过充后的峰值温度无明显变化,达到峰值温 度所用的时间不断增加。送是由于ADN在在阴极表面形成的保护膜可W-定程度上抑制过 充是的副反应,延缓了过充时的放热反应。
[0073] 综合W上测试结果可知,与对比例裡离子电池相比,本发明实施例裡离子电池的 循环性能、存储性能都得到明显的提升,可W把裡离子电池的工作电压提高至4. 5V,不仅能 提高裡离子电池的能量密度,还能明显提高电解液的耐过充性能,提高裡离子电池的安全 性。
[0074] 根据上述说明书的掲示和教导,本发明所属领域的技术人员还可W对上述实施方 式进行适当的变更和修改。因此,本发明并不局限于上面掲示和描述的【具体实施方式】,对本 发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外,尽管本说明书 中使用了一些特定的术语,但送些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。
【主权项】
1. 一种锂离子电池电解液,其包含有机溶剂、电解质锂盐和组合添加剂,其特征在于, 所述组合添加剂含有γ - 丁内酯、硫酸亚乙酯、己二腈和氟代碳酸乙烯酯,组合添加剂在电 解液中的重量百分含量为1. 3~65%。2. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于,以重量百分比计,所述电 解液含有〇. 1 %~40% γ-丁内酯、0. 1 %~5%硫酸亚乙酯、0. 1 %~10%己二腈和1 %~ 10%氟代碳酸乙烯酯。3. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于,所述Y-丁内酯在电解液中 的重量百分含量为5%~30%。4. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于,所述硫酸亚乙酯在电解液 中的重量百分含量为〇. 5%~3%。5. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于,所述己二腈在电解液中的 重量百分含量为1%~7%。6. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于,所述氟代碳酸乙烯酯在电 解液中的重量百分含量为3%~7%。7. 根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于,所述有机溶剂含有碳酸乙 烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、 丙酸丙酯、丁酸甲酯和四氢呋喃中的至少两种。8. -种锂离子电池,包括正极、负极、设置于正极和负极之间的隔离膜,以及电解液,其 中,正极包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性物质层,正极活性物质层包括 正极活性物质、粘接剂和导电剂,负极包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性 物质层,负极活性物质层包括负极活性物质、粘接剂和导电剂,其特征在于,所述电解液为 权利要求1-7中任一项所述的锂离子电池电解液。9. 根据权利要求8所述的锂离子电池,其特征在于,所述正极活性物质为LiC〇02、 LiMn204 和 Li (CoxNiyMni x y)02 中的至少一种,其中,0· 3 彡 X 彡 0· 8,0· 1 彡 y 彡 0· 4, 0. 6 < x+y < 0. 9,所述负极活性物质为石墨和/或硅。10. 根据权利要求8或9所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的充电上限 截至电压为4. 5V。
【专利摘要】本发明公开了一种锂离子电池电解液,其包含有机溶剂、电解质锂盐,以及含有γ-丁内酯、硫酸亚乙酯、己二腈和氟代碳酸乙烯酯的组合添加剂,其中,以重量百分比计,电解液含有0.1%~40%γ-丁内酯、0.1%~5%硫酸亚乙酯、0.1%~10%己二腈和1%~10%氟代碳酸乙烯酯。本发明通过向锂离子电池电解液中加入组合添加剂,能够使锂离子电池在高电压体系下的安全性能、高温存储和循环性能得到明显改善。此外,本发明还公开了一种锂离子电池。
【IPC分类】H01M10/0567
【公开号】CN105633457
【申请号】CN201410583783
【发明人】王可飞, 林永寿
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月27日
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