【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電解液，具體為一種電解液及鋰離子電池。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池具有比能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長等優(yōu)點，目前已成為最受歡迎的充電技術(shù)之一，被廣泛應(yīng)用于電動汽車、航空航天和便攜式設(shè)備等領(lǐng)域。
2、隨著應(yīng)用場景的不斷拓展，鋰離子電池不僅被要求在常溫和高溫環(huán)境下能夠正常工作，還需要具有較好的快充能力，由此需要一種具有良好快充能力的電解液。為了提升電池快充能力，電解液需要保持高離子電導(dǎo)率和低界面阻抗，因此通常會添加低粘度的線性碳酸酯類溶劑，同時添加劑盡量減少或避免使用高阻抗的正負(fù)極成膜添加劑以避免增加鋰在電極/電解液界面?zhèn)鬏數(shù)淖杩埂Ｈ欢@樣的快充電解液又將產(chǎn)生熱安全性能差的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對以上問題，本專利技術(shù)提供了一種電解液及鋰離子電池，通過在使用熱穩(wěn)定的稀釋劑的溶劑體系中，向電解液中添加合適的低粘度助溶劑，可提升鋰離子電池的快充性能，同時兼顧其熱安全性能。
2、本專利技術(shù)的一個方面提供了一種電解液，包括有機溶劑、鋰鹽、稀釋劑和助溶劑。其中，有機溶劑包括碳酸酯類溶劑，且碳酸酯類溶劑在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w1，30％≤w1≤65％；鋰鹽溶解于有機溶劑中；稀釋劑不參與鋰離子在有機溶劑中的溶劑化反應(yīng)，并且具有阻燃性，稀釋劑在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w2，15％≤w2≤50％；助溶劑為芳香族化合物，其極性介于稀釋劑和有機溶劑之間，助溶劑在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w3，5％≤w3≤30％。
3、可選地，助溶劑與稀釋劑的質(zhì)量
4、可選地，稀釋劑為c3-c8的全氟或多氟取代的醚類稀釋劑。
5、可選地，稀釋劑為乙基九氟丁基醚、全氟丁基甲醚、全氟丁基乙醚中的任意一種或至少兩種的組合；助溶劑為鄰二氟苯、間二氟苯、對二氟苯、1,3,5-三氟苯、1,2,3-三氟苯、1,2,4-三氟苯、甲苯、乙苯、三氟甲基苯中的任意一種或至少兩種的組合。
6、可選地，碳酸酯類溶劑由環(huán)狀碳酸酯類溶劑和線性碳酸酯類溶劑組成，環(huán)狀碳酸酯類溶劑在碳酸酯類溶劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-20％。
7、可選地，環(huán)狀碳酸酯類溶劑為碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。
8、可選地，鋰鹽包括雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合，鋰鹽在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％-20％。
9、可選地，電解液包括添加劑，添加劑包括環(huán)狀碳酸酯添加劑和鋰鹽添加劑，其中環(huán)狀碳酸酯添加劑包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯中的任意一種或至少兩種的組合；鋰鹽添加劑包括二氟磷酸鋰、二草酸硼酸鋰、四氟硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、二氟草酸磷酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合；添加劑在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2％-5.5％。
10、可選地，鋰鹽添加劑為二氟草酸硼酸鋰、二氟草酸磷酸鋰中的一種或兩種，二氟草酸硼酸鋰和/或二氟草酸磷酸鋰在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％-0.8％。
11、可選地，電解液包括添加劑，添加劑包括環(huán)狀碳酸酯添加劑和甲烷二磺酸亞甲酯。其中，環(huán)狀碳酸酯添加劑包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯中的任意一種或至少兩種的組合，甲烷二磺酸亞甲酯在電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％-0.8％。
12、本專利技術(shù)的另一方面提供了一種鋰離子電池，鋰離子電池包括正極極片、負(fù)極極片和上述的電解液。
13、可選地，正極極片包括正極集流體和正極活性材料，其中，正極活性材料包括鋰鈷氧化物、鋰鎳氧化物、鋰錳氧化物、鋰鎳錳氧化物、鋰鎳鈷錳氧化物、鋰鎳鈷鋁氧化物中的任意一種或至少兩種的組合。
14、可選地，負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和負(fù)極活性材料，其中，負(fù)極活性材料包括軟碳、硬碳、人造石墨、天然石墨、硅、硅氧化合物、硅碳化合物、鈦酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合。
15、本專利技術(shù)的一些示例中提供的快充電解液通過使用多氟或全氟取代的低粘度的稀釋劑，并且降低電解液有機溶劑中高熔點、高粘度的環(huán)狀碳酸酯類溶劑的用量，使電解液形成局部高濃度體系，在保證電解液性能的同時，可有效降低電解液的粘度，使得電解液中的鋰離子能夠更好地擴散和傳輸，而且稀釋劑本身電化學(xué)窗口穩(wěn)定，有效提升了電解液在正負(fù)極側(cè)的穩(wěn)定性。
16、本專利技術(shù)的一些示例中提供的稀釋劑不會參與到電解液中鋰離子的溶劑化反應(yīng)。通過向電解液中加入上述稀釋劑并同時減少具有強結(jié)合能力的環(huán)狀碳酸酯類溶劑的含量，讓鋰離子的溶劑化結(jié)構(gòu)中有位點供弱作用力的稀釋劑分散陰陽離子團簇，可加快鋰離子在電解液的擴散和傳輸過程，進而提高鋰離子電池的快充能力，保證了電池仍具有較低的阻抗和在高倍率充電的條件下有較高的容量保持率。
17、在本專利技術(shù)的一些示例中，稀釋劑可以在鋰離子電池的電芯熱失控時自熄，所以當(dāng)電解液中加入此類稀釋劑，可在鋰離子電池的熱失控時抑制劇烈反應(yīng)，從而顯著提高鋰離子電池的熱失控溫度，進而顯著改善其熱安全性能。另一方面，由于電解液中加入了極性介于稀釋劑和有機溶劑之間，且具有稍強分子間作用力的助溶劑，該類助溶劑還可輔助分散陰陽離子團簇形成易遷移的陰陽離子對，實現(xiàn)鋰離子電池具有優(yōu)異熱安全穩(wěn)定性的同時，仍具有良好的快充能力。
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1.一種電解液，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述助溶劑與所述稀釋劑的質(zhì)量比為n，n＝w3/w2，n滿足如下關(guān)系：1/4≤n≤2。
3.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述稀釋劑為C3-C8的全氟或多氟取代的醚類稀釋劑。
4.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述稀釋劑為乙基九氟丁基醚、全氟丁基甲醚、全氟丁基乙醚中的任意一種或至少兩種的組合；
5.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述碳酸酯類溶劑由環(huán)狀碳酸酯類溶劑和線性碳酸酯類溶劑組成，所述環(huán)狀碳酸酯類溶劑在所述碳酸酯類溶劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-20％。
6.如權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于，所述環(huán)狀碳酸酯類溶劑為碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。
7.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、六氟砷酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合，所述鋰鹽在所述電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％-20％。
8.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，
9.如權(quán)利要求8所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽添加劑為所述二氟草酸硼酸鋰、所述二氟草酸磷酸鋰中的一種或兩種，所述二氟草酸硼酸鋰和/或所述二氟草酸磷酸鋰在所述電解液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％-0.8％。
10.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，還包括添加劑，所述添加劑包括：
11.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括正極極片、負(fù)極極片和如權(quán)利要求1至10中任一項所述的電解液。
12.如權(quán)利要求11所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極極片包括：
13.如權(quán)利要求11所述的鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極極片包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電解液，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述助溶劑與所述稀釋劑的質(zhì)量比為n，n＝w3/w2，n滿足如下關(guān)系：1/4≤n≤2。
3.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述稀釋劑為c3-c8的全氟或多氟取代的醚類稀釋劑。
4.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述稀釋劑為乙基九氟丁基醚、全氟丁基甲醚、全氟丁基乙醚中的任意一種或至少兩種的組合；
5.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述碳酸酯類溶劑由環(huán)狀碳酸酯類溶劑和線性碳酸酯類溶劑組成，所述環(huán)狀碳酸酯類溶劑在所述碳酸酯類溶劑中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-20％。
6.如權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于，所述環(huán)狀碳酸酯類溶劑為碳酸乙烯酯和/或碳酸丙烯酯。
7.如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括雙氟磺酰亞胺鋰、雙三氟甲基磺酰亞...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余樂，夏赫一，
申請(專利權(quán))人：遠(yuǎn)景動力技術(shù)江蘇有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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