一種鋰離子電池及其電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋰離子電池及其電解液，所述電解液包括電解液溶劑、電解質(zhì)及添加劑。所述電解液溶劑包括EC、DEC、DMC、EMC、EP，所述電解質(zhì)為LiPF6，所述添加劑包括添加用于改善高溫性能的LiBF4、PS以及FB，以及用于改善低溫性能及長循環(huán)性能的FEC。使用這種電解液的鋰離子電池，能夠滿足-40℃低溫0.2C放電大于常溫放電75%以上，0.1C放電大于常溫放電的85%以上的要求，同時循環(huán)500周后容量保持率能夠保持在80%以上，60℃滿電貯存7天厚度膨脹率不超過5.0%，容量恢復(fù)率大于90%；90天的長期貯存容量恢復(fù)率大于95%。
【專利說明】—種鋰離子電池及其電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及化學(xué)電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池及其電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池因工作電壓高、環(huán)保及能夠提供更多的能量，目前使用普及率越來越高，不僅能夠在手機、筆記本電腦、平板電腦、藍牙及游戲機等手持移動的數(shù)碼產(chǎn)品上使用，還能在移動通信基站、儲能及動力車上有所應(yīng)用。常規(guī)的鋰離子電池需要具備高低溫放電的特性，但是現(xiàn)有的鋰離子電池低溫放電基本上只能滿足_20°C下工作，這樣就限制了鋰離子電池在軍工及有低溫_40°C甚至以下放電特殊需求產(chǎn)品上的使用。如果僅單純的追求低溫放電性能的話，通過電解液溶劑的調(diào)整，雖然能夠滿足到低溫-40°C的放電要求，但是鋰離子電池的長循環(huán)壽命、高溫貯存性能及常溫長期貯存性能都會有所降低，最終影響到鋰離子電池的實際使用性能。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池及其電解液，通過提供一種新的電解液來滿足鋰離子電池低溫-40°C以下的放電要求，改善了現(xiàn)有超低溫電解液高溫貯存產(chǎn)氣、長期貯存容量恢復(fù)率低及長循環(huán)壽命不足的缺陷。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種鋰離子電池的電解液，所述電解液包括電解液溶劑、電解質(zhì)及添加劑，其中，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯20-35wt%、碳酸二乙酯10-20wt%、碳酸二甲酯10-20 wt%、碳酸甲乙酯15-25 wt%、丙酸乙酯5_20wt% ；
所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.8-1.2mol/L ；
所述添加劑包括四氟硼酸鋰、1，3-丙磺酸內(nèi)酯、氟苯和氟代碳酸乙烯酯；所述四氟硼酸鋰占電解液重量的0.0-2.0wt%，所述I，3-丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的1.0-3.0wt%，所述氟苯占電解液重量的1.0%-5.0wt%，所述氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的1.5%-5.0wt%。
[0006]所述的電解液，其中，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯24wt%、碳酸二乙酯18wt%、碳酸二甲酯18 wt%、碳酸甲乙酯22wt%、丙酸乙酯18wt% ；
所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.95mol/L ；
所述添加劑包括四氟硼酸鋰占電解液重量的1.0wt%, 1,3-丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的1.5wt%，氟苯占電解液重量的2.0wt%，氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的4.0wt%。
[0007]所述的電解液，其中，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯30wt%、碳酸二乙酯20wt%、碳酸二甲酯20wt%、碳酸甲乙酯25wt%、丙酸乙酯5wt% ；
所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為1.0moI/L ；
所述添加劑包括1，3_丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的1.0wt%,氟苯占電解液重量的
3.0wt%，氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的3.0wt%。[0008]所述的電解液，其中，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯35wt%、碳酸二乙酯15wt%、碳酸二甲酯10 wt%、碳酸甲乙酯25wt%、丙酸乙酯15wt% ；
所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.90mol/L ；
所述添加劑包括四氟硼酸鋰占電解液重量的2.0wt%, 1,3-丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的3.0wt%，氟苯占電解液重量的1.0wt%，氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的5.0wt%。
[0009]一種鋰離子電池，包括正極和負極，其中，所述鋰離子電池采用如上所述的電解液。
[0010]所述的鋰離子電池，其中，所述鋰離子電池為聚合物鋰離子電池、液態(tài)鋰離子電池或圓柱鋰離子電池。
[0011]有益效果:本發(fā)明通過提供一種新的電解液來滿足鋰離子電池低溫-40°c以下的放電要求，不僅改善了常規(guī)電解液不能滿足鋰離子電池在低溫_40°C以下放電和使用的不足，還改善了現(xiàn)有采用超低溫電解液制成的鋰離子電池存在的高溫貯存產(chǎn)氣、長期貯存容量恢復(fù)率低及長循環(huán)壽命不足的缺陷。采用本方明中的電解液所制備得到的鋰離子電池，-40°C低溫0.2C放電大于常溫放電75%以上，0.1C放電大于常溫放電的85%以上，同時循環(huán)500周后容量保持率能夠保持在80%以上，60°C滿電貯存7天厚度膨脹率不超過5.0%，容量恢復(fù)率大于90% ；90天的長期貯存容量恢復(fù)率大于95%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實施例1中A方案與C方案的成品鋰離子電池低溫_40°C放電曲線對比圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實施例1中A方案的成品鋰離子電池低溫_40°C與25°C放電曲線對比圖。
[0014]圖3為本發(fā)明實施例1中三種方案的成品鋰離子電池常溫0.5C充放循環(huán)500周容降曲線對比圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明提供一種鋰離子電池及其電解液，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明提供了一種新的用于鋰離子電池的電解液，所述電解液包括電解液溶劑、電解質(zhì)及添加劑。所述電解液溶劑包括EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)、EMC (碳酸甲乙酯)、EP (丙酸乙酯)，所述電解質(zhì)為LiPF6 (六氟磷酸鋰)，所述添加劑包括添加用于改善高溫性能的LiBF4(四氟硼酸鋰)、PS (1，3_丙磺酸內(nèi)酯)以及FB(氟苯)，以及用于改善低溫性能及長循環(huán)性能的FEC(氟代碳酸乙烯酯)。
[0017]具體地，本發(fā)明所提供的電解液，能使包含所述電解液的鋰離子電池達到低溫-40°C以下放電要求。所述電解液包括電解液溶劑、電解質(zhì)及添加劑；
其中，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括EC (碳酸乙烯酯)20-35wt%、DEC(碳酸二乙酯)10-20wt%、DMC(碳酸二甲酯)10-20 wt%、EMC(碳酸甲乙酯)15-25 wt%、EP (丙酸乙酯)5-20wt% ；所述電解質(zhì)為LiPF6(六氟磷酸鋰)，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.8-1.2mol/L。
[0018]所述添加劑包括LiBF4 (四氟硼酸鋰)、PS( I，3-丙磺酸內(nèi)酯)、FB (氟苯)和FEC (氟代碳酸乙烯酯)；LiBF4(四氟硼酸鋰)占電解液重量的0.0-2.0wt%，PS (1，3_丙磺酸內(nèi)酯)占電解液重量的1.0-3.0wt%, FB (氟苯)占電解液重量的1.0%-5.0wt%, FEC (氟代碳酸乙烯酯)占電解液重量的1.5%-5.0wt%o
[0019]采用這種電解液制成的鋰離子電池，能夠滿足_40°C低溫0.2C放電大于常溫放電75%以上，0.1C放電大于常溫放電的85%以上的要求，同時循環(huán)500周后容量保持率能夠保持在80%以上，60°C滿電貯存7天厚度膨脹率不超過5.0%，容量恢復(fù)率大于90% ；90天的長期貯存容量恢復(fù)率大于95%。
[0020]本發(fā)明中還提供包含所述電解液的鋰離子電池，所述鋰離子電池包括正極、負極以及本發(fā)明所提供的電解液。所述鋰離子電池能達到低溫_40°C以下放電要求。其中，所述鋰離子電池可以為聚合物鋰離子電池、液態(tài)鋰離子電池或圓柱鋰離子電池。
[0021]以下通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0022]實施例1
按照正負極極片的制片工藝流程及該電池型號極片的相關(guān)參數(shù)進行正負極片的制備；其中，電池類型為軟包鋰離子電池，電池型號為553436，標(biāo)稱容量為600mA。
[0023]制備正負極片后，隔膜使用外層聚丙烯/中間層聚乙烯構(gòu)成的三層隔離膜，電解液分別采用表1中A、B、C方案中所示的電解液，鋰離子電池結(jié)構(gòu)采用卷繞方式，按軟包鋰電池制作工藝流程進行極耳點焊，卷繞，包裝，烘烤，注液，預(yù)充、二封，續(xù)充，得到成品鋰離子電池。
[0024]其中，A方案是`本發(fā)明所提供的鋰離子電池，B和C方案為對比方案，B方案是用常規(guī)電解液方案制成的鋰離子電池，C方案是用一般超低溫電解液制成的鋰離子電池。
[0025]表1.電解液配方及方案
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池的電解液，所述電解液包括電解液溶劑、電解質(zhì)及添加劑，其特征在于，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯20-35wt%、碳酸二乙酯10-20wt%、碳酸二甲酯10-20 wt%、碳酸甲乙酯15-25 wt%、丙酸乙酯5_20wt% ; 所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.8-1.2mol/L ； 所述添加劑包括四氟硼酸鋰、1，3-丙磺酸內(nèi)酯、氟苯和氟代碳酸乙烯酯；所述四氟硼酸鋰占電解液重量的0.0-2.0wt%，所述I，3-丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的1.0-3.0wt%，所述氟苯占電解液重量的1.0%-5.0wt%，所述氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的1.5%-5.0wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯24wt%、碳酸二乙酯18wt%、碳酸二甲酯18 wt%、碳酸甲乙酯22wt%、丙酸乙酯18wt% ； 所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.95mol/L ； 所述添加劑包括四氟硼酸鋰占電解液重量的1.0wt%, 1,3-丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的1.5wt%，氟苯占電解液重量的2.0wt%，氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的4.0wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯30wt%、碳酸二乙酯20wt%、碳酸二甲酯20wt%、碳酸甲乙酯25wt%、丙酸乙酯5wt% ； 所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為1.0moI/L ； 所述添加劑包括1，3_丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的1.0wt%,氟苯占電解液重量的3.0wt%，氟代碳酸乙烯酯占`電解液重量的3.0wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液溶劑以電解液溶劑的重量比計，包括碳酸乙烯酯35wt%、碳酸二乙酯15wt%、碳酸二甲酯10 wt%、碳酸甲乙酯25wt%、丙酸乙酯15wt% ； 所述電解質(zhì)為六氟磷酸鋰，其在電解液中的物質(zhì)的量濃度為0.90mol/L ； 所述添加劑包括四氟硼酸鋰占電解液重量的2.0wt%, 1,3-丙磺酸內(nèi)酯占電解液重量的3.0wt%，氟苯占電解液重量的1.0wt%，氟代碳酸乙烯酯占電解液重量的5.0wt%。
5.一種鋰離子電池，包括正極和負極，其特征在于，所述鋰離子電池采用如權(quán)利要求1^4任一所述的電解液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池為聚合物鋰離子電池、液態(tài)鋰離子電池或圓柱鋰離子電池。
【文檔編號】H01M10/0567GK103531846SQ201210486185
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】佟健, 鄧健想 申請人:惠州Tcl金能電池有限公司, 惠州泰科立集團股份有限公司