一种磷酸铁锂高倍率锂离子电池用电解液的制作方法

本发明涉及一种二次电池，尤其涉及一种磷酸铁锂动力电池及其电解液

背景技术：

磷酸铁锂电池无论从电化学性能，包括可逆容量、稳定性、安全性、循环性和大电流放电能力，还是到原材料的价格，都优于其他类电池。尤其是循环性能，磷酸铁锂电池1C循环2000次容量保持率可以达到80％以上，远高于钴酸锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池。然而随着市场的发展与变化，人们对锂离子电池也提出了越来越高的要求，高比功率、快速充电和深度放电，成为了锂离子电池发展的主流方向，同样，对与之匹配的电解液也有了更高的要求。

目前的电解液电导率低是锂离子电池极化发生的主要原因。在一般温度范围内，锂离子电池用电解液的电导率只有水溶液的百分之一。因此，锂离子电池在大电流放电时，来不及从电解液中补充Li⁺，会发生极化现象。提高电解液的导电能力是改善锂离子蓄电池大电流放电能力的关键因素。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供一种具有高离子电导率性的锂离子电池电解液，满足磷酸铁锂电池的高倍率循环性能。

为了实现上述目的，在本申请的第一方面，本申请提供一种锂离子电池的电解液，其包括锂盐、非水有机溶剂、以及至少含有碳酸亚乙烯酯、1，3- 丙磺酸内酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、烷基腈类有机物的添加剂。

优选的，所述锂盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiODFB中的至少一种，且浓度1.0-1.5mol/L。

优选的，所述非水有机溶剂包括链状羧酸酯、环状乙烯脂。

优选的，所述链状酸酯是指甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种，所述的环状乙烯脂是碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的至少一种。

优选的，碳酸亚乙烯酯在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。

优选的，1，3-丙磺酸内酯在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。

优选的，氟代碳酸乙烯酯在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。

优选的，烷基腈类有机物在所述锂离子电池的电解液中的重量百分含量为0％～5％，优选0.5％～3％。

在本申请的第二方面，本申请提供一种锂离子电池，其包括：正极片；负极片；间隔于正负极片之间的隔膜；以及电解液，所述电解液为根据本申请第一方面的所述的磷酸铁锂锂离子电池的高倍率电解液。

【附图说明】

图1是采用非水有机溶剂3C倍率下的循环性能曲线图

图2是采用非水有机溶剂6C倍率下的循环性能曲线图

【具体实施方式】

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。

下述实施例和对比例中用于测试的电池均是磷酸铁锂电池。

所述的磷酸铁锂电池通过以下方式组装得到：

正极用D50为500～800nm的纳米级磷酸铁锂LFP、SUPER-P、KS-6、PVDF以一定的质量比组成，负极用人造石墨、SUPER-P、LA133以一定的质量比组成，正、负极通过双行星搅拌机分散均匀后，然后进行涂布、辊压、制片得到一定宽度和厚度的电极。然后通过卷绕、入壳、底部点焊、激光焊接盖帽、烘烤、注液、封口最终完成电池的制作，并采用化成柜化成，高温老化、分容等其他测试设备进行电化学性能测试。

实施例1：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.30％、18％、44％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、1％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为73.2％。

实施例2：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、18％、43％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为75.0％。

实施例3：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计 算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：15.20％、20％、45％、11.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.25mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为77.8％。

实施例4：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、18％、43％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.3％、2.3％、2.5％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.25mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为82.5％。

实施例5：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：12.20％、18％、49％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.0％、2.3％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.3mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为83.2％。

实施例6：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、21％、40％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.3mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为87％。

实施例7：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、EF、DMC、EMC的质量分数分别为：18.20％、21％、40％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC、AN的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％、2％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.3mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为85％。

对比例1：电解液组成如下：以有机溶剂和添加剂的总体质量为100％计算，其中非水有机溶剂：EC、MA、DMC、EMC的质量分数分别为：18.30％、19％、44％、12.7％；添加剂VC、PS、FEC的质量分数分别为：2.0％、1.8％、2.3％；电解质盐为六氟磷酸锂，在电解液中的摩尔浓度为1.2mol/L。添加该电解液制成的磷酸铁锂电池6C倍率循环1000周容量保持率为70.5％。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。