【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鋰電池，尤其涉及一種電解液組合添加劑、電解液和鋰離子電池。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池在低溫條件下(<0℃)會同時受到動力學(xué)緩慢和界面副反應(yīng)加劇的制約，因此，通常的鋰離子電池低溫性能難以滿足動力電池、儲能市場日益增長的需求。電解液同時控制li+的輸運和界面反應(yīng)，很大程度上決定了鋰離子電池的低溫性能。鋰離子電池電解液低溫改善添加劑具有用量小、見效快的特點，加入添加劑來提高鋰離子電池有機電解液的低溫性能，從而改善鋰離子電池的低溫性能是當(dāng)前的研究熱點，也是未來該領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。因此，尋找與開發(fā)低溫改善添加劑成為鋰離子電池低溫性能突破的重要環(huán)節(jié)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于
技術(shù)介紹
存在的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出了一種電解液組合添加劑、電解液和鋰離子電池。
2、本專利技術(shù)提出了一種電解液組合添加劑，包括組分a和組分b，所述組分a為結(jié)構(gòu)如式i所示的化合物，組分b為結(jié)構(gòu)如式ⅱ所示的化合物：
3、
4、式i中，r1為鹵原子或者甲氧基；
5、式ⅱ中，r2為r2為c1～3酯基或者c1～6鹵代烷烴基。
6、本專利技術(shù)通過將具有式i所示結(jié)構(gòu)的氰類化合物和式ⅱ所示結(jié)構(gòu)的硼類化合物復(fù)配得到電解液組合添加劑，其中該氰類化合物介電常數(shù)高，同時黏度較低，強電負(fù)性的氰類基團(tuán)可與ncm金屬氧化物表面形成cn-co鍵，抑制電解液直接接觸正極，從而提高正極界面的穩(wěn)定性，同時氰類基團(tuán)具有較強的親電活性，可與電解液中的水分，正負(fù)極材料中的活潑氫作用，
7、優(yōu)選地，所述組分a為化合物1(cas:4640-67-9)、化合物2(cas:3672-47-7)中的一種或者兩種的組合：
8、
9、優(yōu)選地，所述組分b為化合物3(cas:325142-82-3)、化合物4(cas:480425-35-2)中的一種或者兩種的組合：
10、
11、優(yōu)選地，所述組分a與組分b的質(zhì)量比為1:5～5:1。
12、本專利技術(shù)還提出了一種改善低溫性能的鋰離子電池電解液，所述電解液的組分包括導(dǎo)電鋰鹽、所述的電解液組合添加劑、其他添加劑和有機溶劑。
13、優(yōu)選地，所述電解液組合添加劑的用量為電解液總質(zhì)量的0.1～3wt％。
14、優(yōu)選地，所述其他添加劑選自苯砜、三(三甲基硅烷)亞磷酸酯、硫酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、甲基二磺酸亞甲酯中的至少一種。優(yōu)選地，所述其他添加劑的用量為電解液總質(zhì)量的0.5～3wt％，優(yōu)選可以為0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％；其他添加劑的濃度限定在上述范圍內(nèi)，可以使電池在具有較優(yōu)電化學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還同時兼顧優(yōu)異的常溫循環(huán)性能。
15、考慮到選擇和所述添加劑適配度更好的導(dǎo)電鋰鹽，并且使電池兼具較優(yōu)的電化學(xué)性能、常溫循環(huán)保持率，優(yōu)選地，所述導(dǎo)電鋰鹽包括第一鋰鹽和第二鋰鹽，所述第一鋰鹽為六氟磷酸鋰，第二鋰鹽選自四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟草酸磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的至少一種；所述第一鋰鹽與第二鋰鹽的摩爾比為1:1～10:1。
16、優(yōu)選地，所述電解液中，導(dǎo)電鋰鹽的物質(zhì)的量濃度為0.5～1.5m，例如可以為0.5m、0.75m、1m、1.25m、1.5m；導(dǎo)電鋰鹽的物質(zhì)的量的濃度限定在上述范圍內(nèi)，可以使得電池同時兼顧較優(yōu)的電化學(xué)性能、常溫循環(huán)保持率。
17、所述有機溶劑包括環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、羧酸酯中的至少一種；優(yōu)選地，所述環(huán)狀碳酸酯選自碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內(nèi)酯中的至少一種，所述鏈狀碳酸酯選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯中的至少一種，優(yōu)選羧酸酯選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的至少一種。
18、優(yōu)選地，所述有機溶劑選自碳酸乙烯酯(ec)、碳酸甲乙酯(emc)、丙酸乙酯(ep)中的至少一種。上述有機溶劑與本專利技術(shù)的添加劑適配度更好，基于此，可以使得電池同時兼顧較優(yōu)的電化學(xué)性能、容量保持率。
19、優(yōu)選地，所述電解液的制備方法包括：向有機溶劑中加入導(dǎo)電鋰鹽，待其完全溶解后，再加入所述電解液組合添加劑和其他添加劑，得到電解液；通過上述方法制備電解液，可以使電解液具有更優(yōu)異的性能均一性。
20、本專利技術(shù)還公開了一種鋰離子電池，包括負(fù)極片、正極片、設(shè)置于負(fù)極片和正極片之間的隔膜和所述的電解液。
21、優(yōu)選地，所述正極片包括正極材料，所述正極材料包括lini(1-x-y)coxmnyo2，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；所述負(fù)極片包括負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括石墨。選用上述正極、負(fù)極材料與本專利技術(shù)的添加劑適配度更好，使鋰離子電池具有更為優(yōu)異的容量保持率和容量恢復(fù)率。
22、優(yōu)選地，所述鋰離子電池的充電壓≤4.8v，優(yōu)選為2.8～4.25v。
23、本專利技術(shù)的有益效果如下：
24、本專利技術(shù)的電解液組合添加劑包括結(jié)構(gòu)如式i所示的化合物和結(jié)構(gòu)如式ⅱ所示的化合物，通過二者的聯(lián)合使用，起到協(xié)同配合作用，更容易在ncm陰極和石墨陽極表面生成更加薄而致密的cei和sei保護(hù)膜，同時具備除水、降酸或絡(luò)合等功能，可以清除正負(fù)極表面殘留鋰化合物,提高界面膜離子電導(dǎo)率，與傳統(tǒng)的電解液添加劑相比，可以大大改善電池的低溫性能。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種電解液組合添加劑，其特征在于，所述組合添加劑包括組分A和組分B，所述組分A為結(jié)構(gòu)如式I所示的化合物，組分B為結(jié)構(gòu)如式Ⅱ所示的化合物：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑，其特征在于，所述組分A為化合物1、化合物2中的一種或者兩種的組合：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑，其特征在于，所述組分B為化合物3、化合物4中的一種或者兩種的組合：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑，其特征在于，所述組分A與組分B的質(zhì)量比為1:5～5:1。
5.一種改善低溫性能的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述電解液的組分包括導(dǎo)電鋰鹽、權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑、其他添加劑和有機溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善低溫性能的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述電解液組合添加劑的用量為電解液總質(zhì)量的0.1～3wt％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善低溫性能的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述其他添加劑的用量為電解液總質(zhì)量的0.5～3wt％；所述其他添加劑選自苯砜、三(三甲基硅烷)亞磷酸酯、硫酸乙烯酯、碳酸亞
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善低溫性能的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述導(dǎo)電鋰鹽包括第一鋰鹽和第二鋰鹽，所述第一鋰鹽為六氟磷酸鋰，第二鋰鹽選自四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟草酸磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰鹽、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰中的至少一種；所述第一鋰鹽與第二鋰鹽的摩爾比為1:1～10:1。
9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括負(fù)極片、正極片、設(shè)置于負(fù)極片和正極片之間的隔膜和權(quán)利要求5～8任一項所述的電解液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極片包括正極材料，所述正極材料包括LiNi(1-x-y)CoxMnyO2，其中，0≤x≤1，0≤y≤1；所述負(fù)極片包括負(fù)極材料，所述負(fù)極材料包括石墨。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解液組合添加劑，其特征在于，所述組合添加劑包括組分a和組分b，所述組分a為結(jié)構(gòu)如式i所示的化合物，組分b為結(jié)構(gòu)如式ⅱ所示的化合物：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑，其特征在于，所述組分a為化合物1、化合物2中的一種或者兩種的組合：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑，其特征在于，所述組分b為化合物3、化合物4中的一種或者兩種的組合：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑，其特征在于，所述組分a與組分b的質(zhì)量比為1:5～5:1。
5.一種改善低溫性能的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述電解液的組分包括導(dǎo)電鋰鹽、權(quán)利要求1所述的電解液組合添加劑、其他添加劑和有機溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善低溫性能的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述電解液組合添加劑的用量為電解液總質(zhì)量的0.1～3wt％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善低溫性能的鋰離子電池電解液...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉欣，黃波，梁偉路，
申請(專利權(quán))人：合肥國軒高科動力能源有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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