CN109473720A - 一种锂离子电池电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池的电解液技术领域，尤其涉及一种促进锂离子电池循环性能的锂离子电池电解液，该锂离子电池电解液包括：电解液以及于电解液中的添加剂，所述的添加剂为：氟代乙酸乙烯酯，并且该添加剂在电解液中的重量百分比为：0.1％～5％。由于氟元素能够充分提升SEI膜的致密性和导电性，所以，本发明采用了氟代乙酸乙烯酯(FVA)作为电解液的添加剂，其不但可以形成效果优异的SEI膜，实验中能够发现该添加剂对高电压条件下循环性能有很好的促进作用，从而提升锂离子电池的循环性能。

Description

一种锂离子电池电解液
技术领域：
本发明涉及锂离子电池的电解液技术领域，尤其涉及一种促进锂离子电池循环性能的锂离子电池电解液。
背景技术：
为了提高锂离子电池的性能，研发人员会尝试在电解液中添加不停的添加剂。目前，有研发人员将乙酸乙烯酯应用在锂离子电池电解液中，与常规添加碳酸亚乙烯酯的电解液进行循环性能比较式，采用乙酸乙烯酯可以降低阻抗。但是在长循环的对比测试中，添加乙酸乙烯酯的电解液并没有表现出碳酸亚乙烯酯的优异性能。本发明人针对这种情况对乙酸乙烯酯这种电解液添加剂进行改进，提出以下技术方案。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题就是克服现有技术的不足，提供一种可提高锂离子电池循环性能的锂离子电池电解液。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种锂离子电池电解液，包括：电解液以及于电解液中的添加剂，所述的添加剂为：氟代乙酸乙烯酯，并且该添加剂在电解液中的重量百分比为：0.1％～5％。
进一步而言，上述技术方案中，所述的氟代乙酸乙烯酯分子中，氟元素的取代数量控制在5个以内。
进一步而言，上述技术方案中，该锂离子电池电解液用于电压在4.5V以内的高电压电池循环体系的锂离子电池中。
进一步而言，上述技术方案中，所述的电解液包括：有机溶剂和溶于有机溶剂的锂盐；所述的有机溶剂为：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙烯酯中的任意一种或两种及两种以上任意比列的组合；所述的锂盐为：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂中的一种或组合，其在电解液中的浓度为0.8～1.5mo1/L。
通过上述技术方案制作的电解液，在电解液中添加了一定量的氟代乙酸乙烯酯。本发明的原理为：由于乙酸乙烯酯能够在负极表面形成SEI膜，但是同添加碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)的电解液相比均达不到理想效果。同时，本发明人考虑到氟元素能够充分提升SEI膜的致密性和导电性，所以，本发明采用了氟代乙酸乙烯酯(FVA)作为电解液的添加剂，其不但可以形成效果优异的SEI膜，实验中能够发现该添加剂对高电压条件下循环性能有很好的促进作用，从而提升锂离子电池的循环性能。
具体实施方式：
本发明所述的锂离子电池的电解液包括：有机溶剂、溶于有机溶剂中的锂盐以及添加剂。
有机溶剂为：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙烯酯或者其他电解液中的任意一种或两种及两种以上任意比列的组合。优选：碳酸乙烯酯(EC)/碳酸甲乙酯(EMC)/碳酸二甲酯(DMC)三者的混合物，其中三者的质量比优选为为1/1/1。
所述的锂盐为：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂中的一种或组合。优选六氟磷酸锂，其在电解液中的浓度为0.8～1.5mo1/L。
所述的添加剂为：氟代乙酸乙烯酯，并且该添加剂在电解液中的重量百分比为：0.1％～5％。具体而言，所述的氟代乙酸乙烯酯分子中，氟元素的取代数量控制在5个以内。
对比例1
锂盐采用LiPF6，锂盐的浓度为1.0mol/L
溶剂采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯三者的混合物，其中三者的质量比为1：1：1。
添加剂采用碳酸亚乙烯酯(VC)，其在电解液中的重量百分比为：1％。
对比例2
锂盐采用LiPF6，锂盐的浓度为1.0mol/L
溶剂采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯三者的混合物，其中三者的质量比为1：1：1。
添加剂采用乙酸乙烯酯(VA)，其在电解液中的重量百分比为：1％。
实施例1：
锂盐采用LiPF6，锂盐的浓度为1.0mol/L
溶剂采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯三者的混合物，其中三者的质量比为1：1：1。
添加剂采用氟代乙酸乙烯酯(FVA)，其在电解液中的重量百分比为：1％。
实施例2：
锂盐采用LiPF6，锂盐的浓度为1.0mol/L
溶剂采用碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯三者的混合物，其中三者的质量比为1：1：1。
添加剂采用氟代乙酸乙烯酯(FVA)，其在电解液中的重量百分比为：2％。
按照上述对比例、实施例的配方制备电解液，经过检测合格后按照电池测试工艺要求进行循环等测试。其中，测试环境在电压在4.5V以内的高电压电池循环体系比较300周次循环以后的电池容量保持率、内阻、厚度等变化，相关检测数据如下：
容量保持率 内阻增加率 厚度增加率(冷测)
比较例1 87.2％ 2.5％ 3.4％
比较例2 82.6 5.6％ 7.2％
实施例1 88.4％ 2.1％ 2.8％
实施例2 88.7％ 2.2％ 2.6％
由表中各实施例和对比例的电池的充放电循环性能测试数据说明，由本发明制备的电解液循环性能明显优于由对比例电解液制备的电池。
当然，以上所述仅仅为本发明的实施例而已，并非来限制本发明范围，凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (4)

1.一种锂离子电池电解液，包括：电解液以及添加于电解液中的添加剂，其特征在于：所述的添加剂为：氟代乙酸乙烯酯，并且该添加剂在电解液中的重量百分比为：0.1％～5％。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的氟代乙酸乙烯酯中，氟元素的取代数量控制在5个以内。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：该锂离子电池电解液用于电压在4.5V以内的高电压电池循环体系的锂离子电池中。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种锂离子电池电解液，其特征在于：所述的电解液包括：有机溶剂和溶于有机溶剂的锂盐；
所述的有机溶剂为：碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯、碳酸丁烯酯、乙酸乙酯、乙酸丙烯酯中的任意一种或两种及两种以上任意比列的组合；
所述的锂盐为：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、六氟砷酸锂、高氯酸锂、三氟甲基磺酸锂、碘化锂中的一种或组合，其在电解液中的浓度为0.8～1.5mo1/L。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005174945A (ja) * 2005-01-07 2005-06-30 Ube Ind Ltd リチウム二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池
CN102598389A (zh) * 2009-06-24 2012-07-18 丰田自动车工程及制造北美公司 高电压电解质
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