一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池的制作方法

文档序号:33542046发布日期:2023-03-22 09:21阅读:33来源:国知局
一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池的制作方法

1.本发明属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池。


背景技术:

2.随着人们对电池续航能力、应用环境的要求越来越高,锂离子电池正负极材料也不断突破理论限制。针对电压、镍含量的提升以及不同正极材料的掺杂、补锂添加剂的添加等,对电解液的变化也提出了更高的需求。如何减少电解液材料在正极催化作用下以及高电压(高氧化性)环境下的氧化分解,是目前改善锂离子电池循环、高温存储等性能的有效方式。
3.不饱和化合物是保护正极的有效添加剂。如专利cn201710297453.9公开了三(烯丙基)磷酸酯和三(炔丙基)磷酸酯,其双键能够有效提高添加剂的homo能级,更易在正极被氧化聚合,形成保护层;从而抑制了电解液组分的分解,同时抑制正极材料本身的溶解。该专利中公开的一些其他成分如乙氧基五氟磷腈、碳酸乙烯亚乙酯等,也具有类似的性质。
4.不饱和键的引入,在提高homo能级的同时,也会降低其lumo能级,使其在负极更容易被还原而沉积于负极表面,成为sei膜的一种组分。优异sei膜的形成,能够抑制电解液组分的进一步还原分解,减少活性li的消耗,抑制sei膜的增厚和阻抗的增加,对改善电池容量的保持有重要意义。但是,传统的碳碳双键聚合形成的sei膜,缺少杂原子的孤对电子或缺陷的引入,往往具有较高的内阻,进而降低了电池的循环性能。
5.含氟化合物中,氟原子的强电负性,能够降低化合物的lumo能级,使含氟化合物更容易在负极还原,形成如lif的无机组份,有效降低负极阻抗。因此,开发能够形成优异cei膜和sei膜的电解液,兼顾正极和负极的保护和阻抗的控制,是目前锂离子电池技术领域的一个研究重点。


技术实现要素:

6.本发明针对现有技术存在的问题,提供了一种锂离子电池电解液及含有该电解液的锂离子电池,能够较好的协调正极保护和负极阻抗的关系,得到具有良好高温存储性能,且循环性能较好的锂离子电池。
7.为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
8.作为本发明的第一个方面,本发明提供了一种锂离子电池电解液,其包含锂盐、溶剂、添加剂a和添加剂b。所述添加剂a选自如下式(i)所示的化合物中的至少一种:
9.10.其中,n代表1-5的整数;
11.添加剂b选自如下式(ii)所示的化合物中的至少一种:
[0012][0013]
其中,r1、r2、r3分别独立的表示氟原子、c1-c10的烷基、c2-c10的烯基、c2-c10的炔基、c1-c10的烷氧基、c1-c10的氟代烷基、c1-c10的氟代烷氧基、c2-c10的氰基烷基、c2-c10的异氰酸酯基烷基;并且r1、r2、r3至少有一个基团含有不饱和键,例如碳碳双键、碳碳三键、异氰酸酯键等。
[0014]
作为本发明的第二个方面,本发明提供了上述电解液在锂离子电池制备中的应用。
[0015]
作为本发明的第三个方面,本发明提供了一种锂离子电池,包含正极极片、负极极片、隔膜和上述电解液。
[0016]
相比于现有技术,本发明具有以下有益效果:
[0017]
本发明公开的电解液中,含有二氟磷酸氟代苯酯类的负极低阻抗成膜添加剂以及含有不饱和键的异氰脲酸酯类化合物,通过两种添加剂的搭配,可以达到在保护正极极片的同时,优化负极sei膜的组分,保持内阻在可控范围内,达到提高锂离子电池高温存储性能的同时,保证锂电池的循环稳定性。
具体实施方式
[0018]
下面将对本发明的锂离子电池电解液及锂离子电池进行详细说明。
[0019]
作为本发明的第一个方面,本发明提供了一种锂离子电池电解液,其包含锂盐、溶剂、添加剂a和添加剂b。所述添加剂a选自如下式i所示的化合物中的至少一种:
[0020][0021]
其中,n代表1-5的整数;具体地,n为1、2、3、4或5;
[0022]
添加剂b选自如下式ii所示的化合物中的至少一种:
[0023][0024]
其中,r1、r2、r3分别独立的表示氟原子、c1-c10的烷基、c2-c10的烯基、c2-c10的炔
基、c1-c10的烷氧基、c1-c10的氟代烷基、c1-c10的氟代烷氧基、c2-c10的氰基烷基、c2-c10的异氰酸酯基烷基;并且r1、r2、r3至少有一个基团含有不饱和键,例如碳碳双键、碳碳三键、异氰酸酯键等。
[0025]
作为本发明的一种实施方式,r1、r2、r3分别独立的表示氟原子、c1-c6的烷基、c2-c6的烯基、c2-c6的炔基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的氟代烷基、c1-c6的氟代烷氧基、c2-c6的氰基烷基、c2-c6的异氰酸酯基烷基;并且r1、r2、r3至少有一个基团含有不饱和键,例如碳碳双键、碳碳三键、异氰酸酯键等。
[0026]
作为本发明的一种实施方式,r1、r2、r3分别独立的表示氟原子、c1-c3的烷基、c2-c3的烯基、c2-c3的炔基、c1-c3的烷氧基、c1-c3的氟代烷基、c1-c3的氟代烷氧基、c2-c3的氰基烷基、c2-c3的异氰酸酯基烷基;并且r1、r2、r3至少有一个基团含有不饱和键,例如碳碳双键、碳碳三键、异氰酸酯键等。
[0027]
作为本发明的一种实施方式,r1、r2、r3分别独立的表示氟原子、甲基、乙基、乙烯基、烯丙基、炔基、炔丙基、甲氧基、乙氧基、氰甲基、氰乙基、氰丙基;并且r1、r2、r3至少有一个基团含有不饱和键,例如碳碳双键、碳碳三键、异氰酸酯键等。
[0028]
作为本发明的一种实施方式,添加剂a选自下式(1)-(6)中的至少一种:
[0029][0030]
作为本发明的一种实施方式,添加剂b选自下式(7)-(9)中的至少一种:
[0031][0032]
本发明的添加剂a为二氟磷酸苯酯化合物,对界面具有很好的浸润性;并且其二氟磷酸基团在氧化还原作用下,有可能反应生成氟磷酸锂组分,在锂电池中具有很低的阻抗;富f的苯基可以脱氟形成氟化锂的无机sei膜,进一步降低阻抗。然而,该物质形成的sei膜以无机组分为主,虽然能在一定程度上降低阻抗,但对电极表面保护不全面,会随着循环的进行,造成溶剂等组分持续与电极反应,尤其是在高温条件下,造成电池循环恶化,存储产气等风险。添加剂b为含有不饱和键的异氰脲酸酯类化合物,其不饱和键以及杂环结构,具
有较低的lumo能级和较高的homo能级,容易氧化还原聚合形成致密保护膜,在高温存储和高电压下对电极的保护较好,抑制电极副反应及电池产气等。然而,这种致密的保护膜造成电池内阻升高,循环及低温放电性能大受影响。添加剂a与添加剂b的协同效应可以形成有机组分和无机组分复合的sei膜,在有效保护电极的同时,抑制电池阻抗的快速上升,兼顾电池的高温存储和循环等性能。
[0033]
在本发明的电解液中,添加剂a的添加量占电解液的质量百分比为0.1-10%,例如可以为0.1-1%、1-2%、2-3%、3-4%、4-5%、5-6%、6-7%、7-8%、8-9%、9-10%以及该区间内的任何数值范围;添加剂a的添加量优选为0.3-3%;进一步优选为1-3%。当添加剂a的含量过高时,电极表面无机组分过多,难以达到对电极的有效保护,隔绝电解液组分的副反应;反之,当添加剂a的含量过低时,对阻抗升高的抑制作用不明显,循环性能仍然较差。
[0034]
在本发明的电解液中,添加剂b的添加量占电解液的质量百分比为0.1-5%,例如可以为0.1-1%、1-2%、2-3%、3-4%、4-5%以及该区间内的任何数值范围;添加剂b的添加量优选为0.3-2%;当添加剂b的含量过高时,导致电极表面sei膜过于致密,阻抗升高较大,虽然产气得到有效抑制,但电池循环性能和放电性能劣化;反之,当添加剂b的含量过低时,难以达到对电极的有效保护,在循环后期容易造成电池容量跳水。
[0035]
在本发明的电解液中,添加剂a和添加剂b的质量之比为0.5:1-20:1,优选2:1-10:1,添加剂a和添加剂b的相对含量会影响正负极片表面sei膜的成膜质量以及界面阻抗。两者在合适的添加比例下,能够进一步改善循环性能和高温存储效果。若添加剂a的相对含量过高,则电极表面无机组分过多,难以达到对电极的有效保护,最终造成循环和高温存储性能较差;反之,若添加剂a的相对含量过低,则导致电池阻抗较高,虽能抑制电池产气,但是电池循环性能劣化严重。
[0036]
作为本发明的一种实施方式,本发明的电解液中还可以任选地包含其他添加剂,其他添加剂的种类可以不作限制,采用本领域常规的添加剂即可。例如,碳酸亚乙烯酯(vc)、硫酸乙烯酯(dtd)、乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸亚乙酯、甲基炔丙基碳酸酯、乙基炔丙基碳酸酯、碳酸二炔丙酯、马来酸酐、琥珀酸酐、1,3-丙磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、二氟双(草酸根)合磷酸锂、双(草酸根)合硼酸锂、三(草酸根)合磷酸锂、二氟磷酸锂等中的一种或多种的组合。
[0037]
在本发明的电解液中,其他添加剂的添加量占电解液的质量百分比为0-20%,优选1-15%。
[0038]
作为本发明的一种实施方式,所述锂盐选自六氟磷酸锂(lipf6)、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)、双(三氟甲基)磺酰亚胺锂(litfsi)、四氟硼酸锂(libf4)中的一种或多种;所述锂盐总量占电解液的质量百分比为5-30%,优选为7-20%。
[0039]
作为本发明的一种实施方式,所述溶剂选自链状碳酸酯类、环状碳酸酯类、羧酸酯类、链状氟代碳酸酯类、环状氟代碳酸酯类、氟代羧酸酯类、氟代醚类中的一种或多种的混合。
[0040]
更进一步的,所述链状碳酸酯类,主要包含碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的一种或多种;所述环状碳酸酯类,主要包含碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种;所述羧酸酯类,主要包含乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的一种或多种;所述链状氟代碳酸酯,主要包含甲基三氟乙基碳酸酯、乙基
三氟乙基碳酸酯、双(三氟乙基)碳酸酯中的一种或多种;所述环状氟代碳酸酯,主要包含氟代碳酸乙烯酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、双(三氟甲基)碳酸酯、三氟乙基碳酸乙烯酯中的一种或多种;所述氟代羧酸酯,主要包含二氟乙酸甲酯、二氟乙酸乙酯、乙酸二氟乙酯、三氟乙酸乙酯、乙酸三氟乙酯中的一种或多种;所述氟代醚类,主要包含1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、氟甲基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、四氟甲基丁基醚、4-三氟甲基苯甲醚、1,1,2,3,3,3-六氟丙基2,2,2-三氟乙基醚中的一种或多种;
[0041]
更进一步的,所述溶剂的总含量占电解液的质量百分比为50-95%,优选为70-90%。
[0042]
作为本发明的第二个方面,本发明提供了上述电解液在锂离子电池制备中的应用。采用本发明的电解液制备的锂离子电池可以在保护正极端的同时,不会对电池阻抗有较大的增加,保证了电池具有高温存储稳定性的同时,不对电池循环性能等有劣化。
[0043]
作为本发明的第三个方面,本发明提供了一种锂离子电池,包含正极极片、负极极片、隔膜和上述电解液。所述锂离子电池可以采用本领域技术人员已知的方法进行制备。
[0044]
作为本发明的一种实施方式,所述正极极片包括正极集流体、正极活性物质、导电剂和粘结剂;
[0045]
所述正极集流体包括但不限于金属箔等,例如,铝箔等;所述正极活性物质包括但不限于锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂镍钴锰铝氧化物等中的一种或多种的组合;所述导电剂包括但不限于导电炭黑、导电石墨、碳纤维、单臂碳纳米管、多壁碳纳米管等;所述粘结剂包括但不限于丁苯橡胶(sbr)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚丙烯酸酯(paa)、聚酰亚胺(pi)和聚四氟乙烯(ptfe)等。
[0046]
作为一种优选的实施方式,所述正极活性物质为lini
1-x-y-z
co
x
mnyalzo2,其中:0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1且0≤x+y+z≤1;
[0047]
作为本发明的一种实施方式,所述负极极片包括负极集流体、负极活性物质、导电剂和粘结剂;
[0048]
所述负极集流体包括但不限于金属箔等,例如,铜箔等;所述负极活性物质包括但不限于人造石墨、天然石墨、复合石墨、石墨烯、中间相微球、纳米硅、硅碳复合材料、氧化亚硅/碳复合材料等中的一种或多种组合;所述导电剂包括但不限于导电炭黑、导电石墨、碳纤维、单臂碳纳米管、多壁碳纳米管等;所述粘结剂包括但不限于丁苯橡胶(sbr)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚丙烯酸酯(paa)和聚酰亚胺(pi)等。
[0049]
作为本发明的一种实施方式,所述隔膜可以是本领域常规的适用于锂离子电池的隔膜,包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯等以及它们的多层复合膜。
[0050]
下面将通过特定的具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。另外,值得说明的是,本发明所涉及的原料如无特殊说明均为普通市售产品。
[0051]
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要
素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0052]
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0053]
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
[0054]
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一种”和“一个”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显只指单数形式。
[0055]
而且,本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0056]
化合物的合成
[0057]
添加剂a的合成:
[0058]
在氮气氛围保护下,向三口烧瓶内加入76.6g(0.5mol)的三氯氧磷,并升高温度至40℃;在搅拌条件下,向反应液中滴加46g(0.25mol)的五氟苯酚,滴加时间为30min。滴加完毕后,升高温度至150℃,回流搅拌12h。反应结束后,蒸馏除掉未反应的三氯氧磷,得到二氯磷酸五氟苯酯粗产物。
[0059]
将粗产物溶解在乙腈中,然后加入除水后的氟化钾试剂58g,升高温度至150℃,回流反应24h。反应完成后,对反应液进行减压蒸馏,收集110-140℃的馏分,液相分析纯度在97%以上,即为式(6)所示化合物。添加剂b的合成:
[0060]
在氮气氛围下,将丙烯醇(1.5mol)加入到100ml水中,然后升高温度至60℃,在搅拌下,向其中缓慢滴加异氰脲酸(0.5mol),调节ph为7左右。加料完成后,升温至80℃,回流反应12小时。反应完成后,将反应产物冷却至10℃,并加入乙醇和dmso溶剂,有固体盐析出。过滤后,利用丙酮进行洗涤数次,随后,通过减压蒸馏的方法,蒸馏得到taic,即为式(7)所示化合物。
[0061]
添加剂b所示的其他化合物,可以通过改变醇的种类和比例,利用相同的方法获得。
[0062]
对比例1
[0063]
所述电解液按以下方法制备:在手套箱中,将碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)与碳酸甲乙酯(emc)按照体积比30/20/50的比例混合,降低温度至10℃以下,然后缓慢加入六氟磷酸锂,制备得到1.1m的六氟磷酸锂溶液;之后,向电解液中分别加入质量分数为0.5%的vc和1%的dtd,得到对比例1的电解液。
[0064]
将对比例1的电解液注入到经过充分干燥的4.3v的ncm(镍:钴:锰=6:2:2)/石墨软包电池,经过45℃搁置、高温夹具化成和二次封口等工序后,进行电池性能测试,得到对
比例1所用电池。
[0065]
对比例2
[0066]
所述对比例2电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,对比例2的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(1)。
[0067]
对比例3
[0068]
所述对比例3电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,对比例3的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(5)。
[0069]
对比例4
[0070]
所述对比例4电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,对比例4的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0071]
对比例5
[0072]
所述对比例5电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,对比例5的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为4%的化合物(5)和质量分数为1%的化合物(7)。
[0073]
对比例6
[0074]
所述对比例6电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,对比例5的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(5)和质量分数为2.5%的化合物(7)。
[0075]
实施例1
[0076]
所述实施例1电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例1的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(1)和质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0077]
实施例2
[0078]
所述实施例2电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例2的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(2)和质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0079]
实施例3
[0080]
所述实施例3电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例3的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(3)和质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0081]
实施例4
[0082]
所述实施例4电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例4的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(4)和质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0083]
实施例5
[0084]
所述实施例5电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例5的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(5)和质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0085]
实施例6
[0086]
所述实施例6电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例6的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(6)和质量分数为0.3%的化合物(7)。
[0087]
实施例7
[0088]
所述实施例7电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例7的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(1)和质量分数为0.3%的化合物(8)。
[0089]
实施例8
[0090]
所述实施例8电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例8的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(1)和质量分数为0.3%的化合物(9)。
[0091]
实施例9
[0092]
所述实施例9电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例9的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(1)和质量分数为0.5%的化合物(7)。
[0093]
实施例10
[0094]
所述实施例10电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例10的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(5)和质量分数为0.5%的化合物(7)。
[0095]
实施例11
[0096]
所述实施例11电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例11的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(5)和质量分数为1%的化合物(7)。
[0097]
实施例12
[0098]
所述实施例12电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例12的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为1%的化合物(5)和质量分数为2%的化合物(7)。
[0099]
实施例13
[0100]
所述实施例13电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例13的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为2%的化合物(5)和质量分数为1%的化合物(7)。
[0101]
实施例14
[0102]
所述实施例14电池的制备与对比例1基本相同。所不同之处在于,实施例14的电解液中,除了添加vc和dtd,还添加了质量分数为3%的化合物(5)和质量分数为1%的化合物(7)。
[0103]
实施例15
[0104]
所述实施例15电池的制备与实施例10基本相同。所不同之处在于,实施例15的电解液中,锂盐从1.1m的lipf6变为0.9m的lipf6加0.2m的lifsi。
[0105]
实施例16
[0106]
所述实施例16电池的制备与实施例10基本相同。所不同之处在于,实施例16的电解液中,锂盐从1.1m的lipf6变为0.7m的lipf6加0.4m的lifsi。
[0107]
各对比例和实施例的主要成分及占比详见表1。
[0108]
表1各对比例和实施例电解液的组分及含量
[0109]
[0110][0111]
锂离子电池性能测试
[0112]
常温循环性能:将制备得到的锂离子电池,在常温(25℃)条件下,1c恒流恒压充至4.3v,然后在1c恒流条件下放电至2.8v,并记为一个循环,第一个循环的放电容量记为dc1;如此充放电1000个循环后,第1000个循环的放电容量记为dc
1000
,按下式计算第1000次循环后的容量保持率:
[0113][0114]
45℃高温循环性能:将制备得到的锂离子电池,在高温(45℃)条件下,1c恒流恒压充至4.3v,然后在1c恒流条件下放电至2.8v,并记为一个循环,第一个循环的放电容量记为dc1;如此充放电800个循环后,第800个循环的放电容量记为dc
800
,按下式计算第800次循环后的容量保持率:
[0115][0116]
60℃存储性能:在常温(25℃)条件下,对锂离子电池进行一次1c/1c充电和放电,测量电池平均厚度记为d1,然后在1c恒流恒压条件下将电池充电至4.3v,并将锂离子电池置于60℃高温烘箱中保存15天;15天后,取出电池,测试其厚度为d2,按下式计算60℃存储15天的厚度变化率:
[0117][0118]
对比例1-对比例6与实施例1-实施例16的电池测试结果如下表2所示。
[0119]
表2各对比例和实施例的电池性能测试结果
[0120][0121]
本发明公开的同时含有二氟磷酸氟代苯酯和不饱和异氰脲酸酯两类添加剂的电解液,赋予锂离子电池较好的性能。
[0122]
根据测试结果,可总结结论如下:
[0123]
对比例1与对比例4、对比例6,实施例1、10、11、12等高温存储厚度变化率表明,不饱和异氰脲酸酯能够有效的改善电池产气情况;但是,可能是由于其阻抗较大,单独添加或添加过多会导致电池循环性能迅速衰减;
[0124]
对比例5、实施例11、13、14结果表明,不饱和异氰脲酸酯化合物配合二氟磷酸氟代
苯酯能够有效改善电池的循环性能,且高温存储产气也较少,这可能是因为该含氟添加剂能够有效缓解由不饱和异氰脲酸酯带来的阻抗的升高,在调节负极sei膜方面意义重大。但是,需要注意的是,随着含量超过3%后,循环性能随之降低,表明其含量不能过高,造成负极sei膜有机和无机的失衡;
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实施例1-6,实施例7-9结果表明了同类结构的化合物,在作为添加剂时性能之间的差异;其中,化合物(1)、(5)、(6)与化合物(7)效果较好。但是,从实施例1、9以及实施例5、10之间的对比来看,添加剂的添加量对性能的趋势影响也并不相同,不同添加剂之间的搭配与添加剂之间的量需要进一步调整;
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实施例10、实施例15、实施例16结果表明,加入lifsi,能在原有的基础上,进一步改善循环性能和高温存储效果,使这种添加剂组合的应用更具潜力。
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最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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