【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電化學，尤其涉及一種超低溫電解液及其電池的應用。
技術介紹
1、鋰離子蓄電池具有工作電壓高、比能量高、充放電壽命長、自放電率低、無記憶效應、綠色環保等優點，在全球電池市場已占據主導地位，在航空航天、軍工、船舶、電動汽車、電動工具等各個領域已得到廣泛的應用。
2、目前鋰離子蓄電池的低溫性能，特別是在-30℃以下低溫環境中的工作性能差，抑制了其在特殊領域的應用；鋰離子電池在低溫環境下電解液粘度變稠增大，電池導電性變差、極化加大、放電性能惡化嚴重，如電動汽車在北方寒區環境中，續航里程嚴重縮水，低于-20℃環境中使用，電動車續航能力不足50%，因此提升鋰離子電池低溫性能是亟待需要解決的問題。
3、電解液溶劑碳酸乙烯酯（ec）屬于必不可少的溶劑成分，但是屬于高熔點、高粘度的有機溶劑，低溫環境中將嚴重影響電解液的電導率，造成電池極化嚴重，因此ec必須與低熔點、低粘度的有機溶劑按一定的比例混配組成電解液的有機溶劑。
4、磷酸鐵鋰電池由于安全性能高，電池使用壽命長、成本低等特點，越來越受到市場的青睞；但由于正極材料其較低的電子電導率，低溫條件下材料動力學活性降低，低溫-20℃環境中，電動汽車只有50%左右的放電效率，嚴重影響了其在中國北方寒冷地區及國外寒區低溫環境中的廣泛使用。
5、隨著一些特殊領域，如航空航天、極地科考、國內外寒區用戶對低溫電池的需求，因此開發超低溫電解液及低溫磷酸鐵鋰電池（-43℃、-60℃以下）也是當下亟待需要解決的問題。
技術實現思
1、本專利技術為解決鋰離子電池在低溫環境下電解液粘度變稠增大，電池導電性變差、極化加大、放電性能惡化嚴重的問題，提供一種超低溫電解液及其電池的應用，本專利技術通過選擇有機溶劑的混配，優化溶劑配比，新型鋰鹽復配，添加劑的選用等降低超低溫條件下的粘度，改善離子電導率，提升電解液低溫下遷移速率和流動性，進而提高電池的低溫性能。
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3、一種超低溫電解液，包括溶劑、鋰鹽和添加劑。
4、所述溶劑為鏈狀碳酸酯、環狀碳酸酯、醚類、線代羧酸酯組成的混合溶劑。
5、所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、三氟磺酰亞胺鋰、草酸二氟硼酸鋰組成的混合鋰鹽。
6、所述添加劑為碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯、亞硫酸亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸亞乙酯、硫酸乙烯酯組成的混合添加劑。
7、本專利技術實例中溶劑優選環狀碳酸酯為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中至少一種，在溶劑中百分比含量為30-60%。
8、本專利技術實例中溶劑優選鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯，線代羧酸酯為乙酸甲酯、乙酸乙酯中至少一種，在溶劑中百分比含量為30-50%。
9、本專利技術實例中溶劑優選醚類為四氫呋喃、二甲基四氫呋喃、二甲醚等中的至少一種，在溶劑中百分比含量為10-20%。
10、本專利技術實例中鋰鹽優選為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、三氟磺酰亞胺鋰、草酸二氟硼酸中一種或多種，鋰鹽在電解液濃度為0.9-2mol/l。
11、本專利技術實例中添加劑優選為碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯、亞硫酸亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸亞乙酯、硫酸乙烯酯中一種或多種，添加劑在電解液中百分比含量為1-5%。
12、有益效果：
13、選用合適的碳酸酯類、羧酸酯類與醚類溶劑，按一定比例的匹配使用，在低溫下電解液提升電導率、降低粘度，低溫活性增強，低溫性能改善。
14、加入電導率高、耐水解、分解溫度高的鋰鹽，改善低溫下電解液電導率，抑制電解液的氧化分解和產氣。
15、加入合適添加劑，改善界面阻抗，抑制界面副反應發生，提升電池的低溫性能。
16、通過合適的溶劑、鋰鹽和添加劑，制作的超低溫電解液以及在磷酸鐵鋰、三元電池中的應用，尤其是磷酸鐵鋰電池-60℃的超低溫環境中依然可以正常使用，對低溫電池的大力推廣應用有巨大的促進作用。
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1.一種超低溫電解液，其特征在于：主要成分包括為有機溶劑、添加劑和鋰鹽。
2.根據權利要求1所述的一種超低溫電解液，其特征在于：所述有機溶劑為環狀碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、鏈狀碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，線代羧酸酯乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁內酯、四氫呋喃、二甲基四氫呋喃、1，3二氧環戊烷和二甲醚等中的一種或多種混合溶劑。
3.根據權利要求1所述的一種超低溫電解液，其特征在于：所述添加劑為碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯、苯砜、亞硫酸亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸亞乙酯、硫酸乙烯酯、磷酸三甲酯、三氟甲磺酸鋰、甲基膦酸二甲酯和無氟乙氧基環三磷腈中的一種或多種的混合添加劑。
4.根據權利要求1所述的一種超低溫電解液，其特征在于：所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、雙草酸硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、三氟磺酰亞胺鋰、二氟磷酸鋰和草酸二氟硼酸鋰中的一種或多種的混合鋰鹽。
5.根據權利要求1所述的一種超低溫電解液，其特征在于：所述電解液各部分
6.一種超低溫電解液電池的應用，其特征在于：所述電池包含正極、負極、隔膜、電解液以及外殼等組成；
...【技術特征摘要】
1.一種超低溫電解液，其特征在于：主要成分包括為有機溶劑、添加劑和鋰鹽。
2.根據權利要求1所述的一種超低溫電解液，其特征在于：所述有機溶劑為環狀碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、鏈狀碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，線代羧酸酯乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ-丁內酯、四氫呋喃、二甲基四氫呋喃、1，3二氧環戊烷和二甲醚等中的一種或多種混合溶劑。
3.根據權利要求1所述的一種超低溫電解液，其特征在于：所述添加劑為碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、雙氟代碳酸乙烯酯、苯砜、亞硫酸亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊愛民，張君楠，劉光吉，李成杰，馮鑫剛，譚雙琴，
申請(專利權)人：山東威能環保電源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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