一種電解液及使用該電解液的鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及二次電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種電解液及使用該電解液的鋰離子電池。本申請(qǐng)的電解液包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)和添加劑，有機(jī)溶劑包含線性羧酸酯，添加劑中含有環(huán)二酯和硫酸酯。本申請(qǐng)的電解液能夠明顯降低循環(huán)后電池的直流內(nèi)阻，且不影響電池的循環(huán)性能。
【專利說(shuō)明】
一種電解液及使用該電解液的鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本申請(qǐng)涉及二次電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種電解液及使用該電解液的鋰離子電 池。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子電池因具有比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類 電子產(chǎn)品以及儲(chǔ)能與動(dòng)力電池中。隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，其使用環(huán)境也早已趨于多 種多樣，對(duì)電池的要求越來(lái)越高。電池在使用的過(guò)程中往往因?yàn)槌潆婋娏骰蚍烹婋娏鬟^(guò)大 而大量產(chǎn)熱，對(duì)設(shè)備和人體造成一定傷害。
[0003] 電池在單位時(shí)間的發(fā)熱量除了受閉合電路電流大小的影響外，還會(huì)與電池的直流 內(nèi)阻(DCR)有關(guān)，直流內(nèi)阻越大發(fā)熱量越大，反義則越小。從電解液來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)提高電解 液的離子電導(dǎo)率和降低負(fù)極固體電解質(zhì)界面(SEI)阻抗/正極界面膜(CEI)阻抗降低電池的 直流阻抗。
[0004] 線狀羧酸酯具有低熔點(diǎn)低粘度的特點(diǎn)，能有效地改善電解液的粘度，提高電解液 的離子電導(dǎo)率，但是羧酸酯會(huì)與鋰離子電池負(fù)極有化學(xué)反應(yīng)，嚴(yán)重惡化鋰離子電池的循環(huán) 性能，而且線狀羧酸酯氧化電位比線狀碳酸酯低，特別是在高電壓下，線狀羧酸酯在正極的 副反應(yīng)加劇，這進(jìn)一步限制了線狀羧酸酯在鋰離子電池電解液的應(yīng)用。
[0005] 鑒于此，特提出本申請(qǐng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)的首要發(fā)明目的在于提出一種電解液，以降低電池的直流阻抗。
[0007] 本申請(qǐng)的第二發(fā)明目的在于提出一種使用該電解液的鋰離子電池。
[0008] 為了完成本申請(qǐng)的目的，采用的技術(shù)方案為：
[0009] 本申請(qǐng)涉及一種電解液，包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)和添加劑，所述電解液包括有機(jī)溶 劑、電解質(zhì)和添加劑，所述有機(jī)溶劑包含至少一種如式I所示的線性羧酸酯，所述添加劑包 含至少一種如式π所示的環(huán)二酯和至少一種如式m所示的硫酸酯：
[0010]
[0011]在式I中，Rn、R12各自獨(dú)立地分別選自取代或未取代的Ch烷基;取代基選自鹵素； [0012]在式Π 中，R21、R22、R23、R24各自獨(dú)立地分別選自氫原子、鹵素、取代或未取代的Cu 烷基、取代或未取代的C24烯基，取代基選自鹵素；
[0013] 在式m中，r31、r32各自獨(dú)立地選自鹵素原子、取代或未取代的Cu烷基、取代或未 取代的C24烯基;或者R7和R8連接成4~10元環(huán)。
[0014]優(yōu)選的，在式I中，Rn、R12各自獨(dú)立地分別選自烷基；
[0015] 在式Π 中，!^、!^、!^、!^各自獨(dú)立地分別選自氫原子義^烷基。
[0016] 優(yōu)選的，所述硫酸酯選自如式ΙΠΑ所示化合物中的至少一種；
[0017]
[0018] 在式ΙΠΑ中，R33選自取代或未取代的C1^6亞烷基、取代或未取代的C 2~6亞烯基，取代 基選自鹵素。
[0019] 優(yōu)選的，所述線性羧酸酯選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、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。
[0020] 優(yōu)選的，所述環(huán)二酯選自乙交酯、丙交酯中的至少一種;優(yōu)選的，所述硫酸酯選自 硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、4-甲基硫酸亞乙酯中的至少一種。
[0021 ]優(yōu)選的，所述線性羧酸酯的含量為所述電解液總質(zhì)量的5%~70%。
[0022]優(yōu)選的，所述環(huán)二酯的含量為所述電解液總質(zhì)量的0.01 %~15%，優(yōu)選為0.1 %~ 7%。
[0023]優(yōu)選的，所述硫酸酯的含量為所述電解液總質(zhì)量的0.01 %~7%，優(yōu)選為0.1 %~ 2%〇
[0024]優(yōu)選的，所述溶劑還選自碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸 二丙酯、碳酸甲乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、乙腈、甲硫醚、四氫呋 喃中的至少一種。
[0025]本申請(qǐng)還涉及一種鋰離子電池，其包括電解液、正極片、負(fù)極片、隔離膜和包裝箱； 所述正極片包括正極集流體及涂布在正極集流體上的正極膜片，負(fù)極片包括負(fù)極集流體及 涂布在負(fù)極集流體上的負(fù)極膜片;所述電解液為本申請(qǐng)的電解液。
[0026] 本申請(qǐng)的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：
[0027] 本申請(qǐng)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，線狀羧酸酯具有低熔點(diǎn)低粘度的特點(diǎn)，能有效地改善電解液 的粘度，提高電解液的離子電導(dǎo)率;環(huán)二酯能夠在負(fù)極形成穩(wěn)定的SEI，抑制線性羧酸酯與 負(fù)極的副反應(yīng);硫酸酯能夠在正極形成CEI，抑制線性羧酸酯在正極的氧化反應(yīng)。并且，當(dāng)硫 酸酯和環(huán)二酯同時(shí)使用后，具有協(xié)同效應(yīng)，可共同在負(fù)極形成穩(wěn)定的SEI，又能降低SEI的阻 抗。其原因可以考慮如下(但并不限于此）：電解液中同時(shí)加入適量的環(huán)二酯和硫酸酯時(shí)，硫 酸酯還原產(chǎn)物嵌入到環(huán)二酯還原產(chǎn)物中，共同在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI，該混合SEI膜同 時(shí)含有C = O鍵和S = O鍵，能夠形成鋰離子迀移通道，使鋰離子的移動(dòng)變得順暢，有利于增加 SEI的離子電導(dǎo)率，從而降低SEI阻抗。
[0028] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng) 而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N能夠降低新鮮電池的直流阻抗和循環(huán)后電池的直流阻抗的電 解液。本申請(qǐng)的電解液包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)和添加劑，有機(jī)溶劑中含有線性羧酸酯，添加 劑中同時(shí)含有環(huán)二酯和硫酸酯。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的電解液能夠明顯降低循環(huán)后電 池的直流內(nèi)阻，且不影響電池的循環(huán)性能。
[0030] 本申請(qǐng)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)二酯能夠在負(fù)極形成穩(wěn)定的SEI，雖然可抑制線性羧酸酯和 負(fù)極的副反應(yīng)，但是其SEI阻抗較大。硫酸酯在正極材料表面反應(yīng)生成穩(wěn)定CEI，不會(huì)增加正 極CEI阻抗，可改善正極材料結(jié)構(gòu)在高電壓下的穩(wěn)定性，抑制晶體結(jié)構(gòu)i丹塌，改善在高電壓 下正極活性材料中氧原子的穩(wěn)定性，硫酸酯還能在負(fù)極形成SEI，單獨(dú)使用只能稍許降低負(fù) 極SEI阻抗，并不能抑制循環(huán)過(guò)程DCR增長(zhǎng)。但當(dāng)硫酸酯和環(huán)二酯同時(shí)使用后，具有協(xié)同效 應(yīng)，可共同在負(fù)極形成穩(wěn)定的SEI，又能降低SEI的阻抗，從而可降低新鮮電池的直流阻抗和 循環(huán)后電池的直流阻抗。
[0031 ]具體的，本申請(qǐng)電解液中的線性羧酸酯的結(jié)構(gòu)式如式I所示；
[0032]
[0033] 在式I中，Rn、R12各自獨(dú)立地分別選自取代或未取代的Chs烷基;取代基選自鹵素；
[0034] 本申請(qǐng)電解液中的環(huán)二酯的結(jié)構(gòu)式如式Π 所示；
[0035]
[0036] 在式Π 中，R21、R22、R23、R24各自獨(dú)立地分別選自氫原子、|??素、取代或未取代的Cl~6 烷基、取代或未取代的C24烯基，取代基選自鹵素；
[0037] 優(yōu)選的，1?21、1?22、1?23、1?24各自獨(dú)立地分別選自取代或未取代的(： 1~3烷基、取代或未 取代的Ch3烯基。
[0038] 本申請(qǐng)電解液中的硫酸酯的結(jié)構(gòu)式如式m所示：
[0039]
[0040] 在式m中，R31、R32各自獨(dú)立地選自鹵素原子、取代或未取代的C 1^6烷基、取代或未 取代的C24烯基;或者R7和R8連接成4~10元環(huán)。
[0041 ]作為本發(fā)明電解液的一種改進(jìn)，在式I中，R11、R12各自獨(dú)立地分別選自C1M烷基； [0042] 在式Π 中，!^、!^、!^、!^各自獨(dú)立地分別選自氫原子心^烷基。
[0043] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，硫酸酯選自如式ΠΙΑ所示化合物中的至少一種；
[0044]
[0045] 在式ΙΠΑ中，R33選自取代或未取代的C1^6亞烷基、取代或未取代的C 2~6亞烯基，取代 基選自鹵素。
[0046] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，R33選自C24亞烷基、C24亞烯基。
[0047]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，線性羧酸酯選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、 乙酸乙酯、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。
[0048]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，環(huán)二酯選自乙交酯、丙交酯中的至少一種，其結(jié)構(gòu) 式為：
[0049]
[0050] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，硫酸酯選自硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、4-甲基硫酸 亞乙酯中的至少一種;其結(jié)構(gòu)式為：
[0051]
[0052]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，環(huán)二酯還可以選自以下化合物中的至少一種：
[0053]
[0054] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，直鏈硫酸酯選自以下化合物中的至少一種：
[0055]
[0056] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，硫酸酯還可以選自：
[0058] 在本申請(qǐng)的通式中：
[0059] 碳原子數(shù)為1~6的烷基，烷基可為鏈狀烷基，也可為環(huán)烷基，位于環(huán)烷基的環(huán)上的 氫可被烷基取代，所述烷基中碳原子數(shù)優(yōu)選的下限值為2,3,優(yōu)選的上限值為3,4,5。優(yōu)選 地，選擇碳原子數(shù)為1~5的鏈狀烷基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的鏈狀烷基。 作為烷基的實(shí)例，具體可以舉出：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁 基、正戊基、異戊基、新戊基、己基、2-甲基-戊基、3-甲基-戊基、I，1，2_二甲基-丙基、3,3,-二甲基-丁基。
[0060] 碳原子數(shù)為2~6的烯基可為環(huán)狀烯基，也可為鏈狀烯基。另外，烯基中雙鍵的個(gè)數(shù) 優(yōu)選為1個(gè)。所述烯基中碳原子數(shù)優(yōu)選的下限值為3,4,優(yōu)選的上限值為4,5,6。優(yōu)選地，選擇 碳原子數(shù)為2~5的烯基，進(jìn)一步優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為2~4的烯基。作為烯基的實(shí)例，具 體可以舉出：乙烯基、丙烯基、異丙烯基、戊烯基。
[0061] 碳原子數(shù)為1~6的亞烷基為直鏈或支鏈亞烷基，所述亞烷基中碳原子數(shù)優(yōu)選的下 限值為2,3,優(yōu)選的上限值為4,5,6。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù)為1~4的亞烷基。作為烷基的實(shí) 例，具體可以舉出：亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞丁基、亞異丁基、亞仲丁基、亞戊 基、亞己基。
[0062]碳原子數(shù)為2~6的亞烯基為直鏈或支鏈亞烯基，烯基中雙鍵的個(gè)數(shù)優(yōu)選為1個(gè)。所 述亞烯基中碳原子數(shù)優(yōu)選的下限值為3,4,優(yōu)選的上限值為3,4,5,6。優(yōu)選地，選擇碳原子數(shù) 為2~5的亞烯基。作為亞烯基的實(shí)例，具體可以舉出：亞乙烯基、亞稀丙基、亞異丙烯基、亞 稀丁基、亞稀戊基。
[0063]本申請(qǐng)中的取代包括全部取代和部分取代，作為鹵代烷基的實(shí)例，具體可以舉出： 三氟甲基(-CF3)、2_氟乙基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基、3-氟正丙基、2-氟異丙 基、3,3,3-三氟正丙基、2,2,3,3,3-五氟正丙基、1,1,1,3,3,3-六氟異丙基、4-氟正丁基、3-氟仲丁基、5-氟正戊基、4-氟異戊基;在上述具體的實(shí)例中，F(xiàn)可被Cl和/或Br取代。
[0064] 在本申請(qǐng)中，鹵素原子選自F、Cl、Br或I。
[0065]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，線性羧酸酯的含量為電解液總質(zhì)量的5%~70%。 上限取值為40%、45%、50%、55%、60%、65%、67.5%，下限取值為7.5%、10%、12.5%、 15%、20%、25%、30%、35%，其含量可由上限取值和下限取值中的任意數(shù)值構(gòu)成。線狀羧 酸酯的含量太低，對(duì)電解液的粘度和電導(dǎo)率影響有限，起不到顯著提高電解液離子電導(dǎo)率 的作用，線狀羧酸酯的含量太高，高介電常數(shù)的環(huán)狀碳酸酯的含量過(guò)低，反而引起電解液電 導(dǎo)率下降，不利于降低DCR。
[0066]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，環(huán)二酯的含量為電解液總質(zhì)量的0.01 %~15%， 上限取值為 4%、6%、7%、10%、12%、14%，下限取值為0.05%、0.1%、0.5%、1%、2%，其 含量可由上限取值和下限取值中的任意數(shù)值構(gòu)成。這是因?yàn)楫?dāng)環(huán)二酯的含量低于0.01% 時(shí)，不能完全鈍化負(fù)極表面，從而不能有效阻止電解液與電極之間的電子轉(zhuǎn)移所引起的副 反應(yīng);而當(dāng)添加劑B含量大于15%時(shí)，會(huì)在負(fù)極表面形成較厚的鈍化膜，電解液粘度增加也 很快，電池 DCR反而增加，導(dǎo)致增加電池的發(fā)熱。進(jìn)一步優(yōu)選地，環(huán)二酯的含量為電解液總質(zhì) 量的0.1%~7%。
[0067]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，硫酸酯的含量為電解液總質(zhì)量的0.01%~7%。上 限取值為1.5%、2%、2.5%、3%、4%、5%、5%，下限取值為0.05%、0.1%、0.5%、1%，其含 量可由上限取值和下限取值中的任意數(shù)值構(gòu)成。這是因?yàn)楫?dāng)硫酸酯在電解液中的添加量低 于0.01 %時(shí)，將不能有效地形成穩(wěn)定的SEI膜，電池的DCR無(wú)改善；而當(dāng)硫酸酯的含量高于 7%時(shí)，會(huì)在電極表面形成較厚的SEI膜而導(dǎo)致電池的DCR增加，同時(shí)，電池中過(guò)多的硫酸酯 容易和微量水反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸，從而惡化電池的循環(huán)性能和存儲(chǔ)性能。進(jìn)一步優(yōu)選地，硫酸 酯的含量為電解液總質(zhì)量的〇. 1 %~2%。
[0068]作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，有機(jī)溶劑還選自碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二 甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰 胺、乙腈、甲硫醚、四氫呋喃中的至少一種。
[0069] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，電解質(zhì)任選自有機(jī)電解質(zhì)或無(wú)機(jī)電解質(zhì)中的至少 一種。
[0070] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，電解質(zhì)中含有氟元素、硼元素、磷元素中的至少一 種。
[0071] 作為本申請(qǐng)電解液的一種改進(jìn)，電解質(zhì)選自六氟磷酸鋰LiPF6、LiBF4、LiB0B、|S 氟甲烷磺酰亞胺鋰LiN(CF3S02)2(簡(jiǎn)寫為L(zhǎng)iTFSI)、雙(氟磺酰)亞胺鋰Li(N(SO 2F)2)(簡(jiǎn)寫為 LiFSI)中的至少一種。
[0072]本申請(qǐng)還提供了一種鋰離子電池，其包括電解液、正極片、負(fù)極片、隔離膜和包裝 箱；正極片包括正極集流體及涂布在正極集流體上的正極膜片，負(fù)極片包括負(fù)極集流體及 涂布在負(fù)極集流體上的負(fù)極膜片；電解液為上述任一段落所述的電解液。
[0073]作為本申請(qǐng)鋰離子電池的一種改進(jìn)，正極膜片包括正極活性材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電 劑。
[0074] 作為本申請(qǐng)鋰離子電池的一種改進(jìn)，正極活性材料任選自鈷酸鋰LiC〇02、鋰鎳錳 鈷三元材料、膦酸亞鐵鋰、錳酸鋰中的至少一種，或是鈷酸鋰與鋰鎳錳鈷三元材料的混合 物。
[0075] 作為本申請(qǐng)鋰離子電池的一種改進(jìn)，負(fù)極膜片包括負(fù)極活性材料、粘結(jié)劑和導(dǎo)電 劑。
[0076] 作為本申請(qǐng)鋰離子電池的一種改進(jìn)，負(fù)極活性材料為碳材料和/或含硅材料，優(yōu)選 為石墨和/或硅。
[0077] 以下通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)一步描述本申請(qǐng)。不過(guò)這些實(shí)例僅僅是范例性的，并不對(duì)本 申請(qǐng)的保護(hù)范圍構(gòu)成任何限制。
[0078] 在下述實(shí)施例、對(duì)比例以及試驗(yàn)例中，所使用的試劑、材料和儀器如沒(méi)有特殊說(shuō) 明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0079] 在下述實(shí)施例中、對(duì)比例以及試驗(yàn)例中，所用到的物料如下：
[0080] 溶劑:碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)，丙酸甲酯(PA)，丙酸乙酯(EP)，電解質(zhì)： LiPF6o
[0081] 添加劑：乙交酯(GL)，丙交酯(GLOl)，硫酸乙烯酯(DTD)，硫酸丙烯酯(PS)。
[0082] 鋰電池隔膜:16微米厚的聚丙烯隔離膜(型號(hào)為A273,由Celgard公司提供）。
[0083] 實(shí)施例1
[0084] 實(shí)施例電解液1~16按照下述方法進(jìn)行制備：
[0085]在干燥房中，將EC和DEC混合后，加入電解質(zhì)，然后加入線性羧酸酯和添加劑，混合 均勻，獲得電解液，其中，EC和DEC的添加量為使得EC和DEC重量比為EC:DEC= 1:1，電解質(zhì)的 添加量為使得LiPF6在電解液中的摩爾濃度為lmol/L。
[0086]鋰離子電池的制備方法：
[0087]將正極片、鋰電池隔離膜、負(fù)極片按順序疊好，使鋰電池隔離膜處于正、負(fù)極片之 間起到隔離的作用，然后卷繞得到裸電芯;將裸電芯置于外包裝箱中，將上述制備好的電解 液注入到干燥后的電池中，經(jīng)過(guò)真空封裝、靜置、化成、整形等工序，獲得電池。
[0088] 在上述制備的過(guò)程中，所用到的添加劑的具體種類及其用量如下表1所示。添加劑 的含量為基于電解液的總重量計(jì)算得到的重量百分?jǐn)?shù)。
[0089] 對(duì)比例電解液1#~13#按照同樣的方法制備，區(qū)別僅在于，電解液中添加劑的組成 和添加量如表1所示。
[0090] 表1:電解液添加劑組合方式及添加量

[0093] 注:在上述表1中，"一"表示不添加在表格中所對(duì)應(yīng)的該物質(zhì)。
[0094] 將上述對(duì)比例和實(shí)施例制得的鋰離子電池，進(jìn)行如下性能測(cè)試。
[0095]測(cè)試一、循環(huán)測(cè)試
[0096]將制備得到的鋰離子電池均分別進(jìn)行下述測(cè)試：
[0097] 在25°C下，將鋰離子電池，以0.5C恒流充電至4.35V，然后恒壓充電至電流為 0.05C，再用〇.5C恒流放電至3.0V，此時(shí)為首次循環(huán)，按照上述條件進(jìn)行次如此多次循環(huán)充 電/放電，計(jì)算得出鋰離子電池循環(huán)300次后的容量保持率，每組各5只電池，其中，循環(huán)后的 容量保持率按照下式進(jìn)行計(jì)算。各個(gè)鋰離子電池中所選用的電解液以及得到的相關(guān)測(cè)試數(shù) 據(jù)參見(jiàn)表2。
[0098]循環(huán)后的容量保持率=(循環(huán)后的放電容量/首次循環(huán)的放電容量）X 100%，循環(huán) 測(cè)試的結(jié)果如表2所示。
[0099] 測(cè)試二、直流內(nèi)阻(DCR)測(cè)試
[0100] 在25°C下以0.5C恒流充電至4.35V，恒壓充電至電流為0.05C，休眠1小時(shí)，再以 0.5C放電60分鐘（50 % S0C)，休眠1小時(shí)；然后以0.1 C放電10秒，記錄結(jié)束時(shí)電壓V1，再以IC 放電1秒，記錄結(jié)束時(shí)電壓V2,計(jì)算電池 DCR，DCR計(jì)算公式:DCR= (V1-V2)AIic-I(Lic),單位為 mOhm。測(cè)試新鮮電池和300循環(huán)后電池的DCR，并計(jì)算DCR增長(zhǎng)率，DCR增長(zhǎng)率計(jì)算公式為：
[0101] DCR增長(zhǎng)率=(循環(huán)后電池 DCR-循環(huán)前電池 DCR)/循環(huán)后電池 DCR X 100%
[0102] 各個(gè)鋰離子電池中所選用的電解液以及得到的相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)參見(jiàn)表2。
[0103] 表2、鋰離子電池的相關(guān)測(cè)試結(jié)果

[0106] 由上表可以得知，將本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾娊庖海瑧?yīng)用到鋰離子電池中后，降低新鮮電池 的DCR，進(jìn)一步的可以降低循環(huán)后電池 DCR增長(zhǎng)。另外，當(dāng)電解液中同時(shí)包含有本申請(qǐng)的環(huán)二 酯和硫酸酯時(shí)，環(huán)二酯和硫酸酯共同在負(fù)極表面形成穩(wěn)定的SEI，能夠提高電池的循環(huán)性 能。
[0107] 由此可以得知，本申請(qǐng)的電解液應(yīng)用到鋰離子電池中后，能夠降低鋰離子電池的 DCR和循環(huán)過(guò)程中DCR增長(zhǎng)，且不影響電池的循環(huán)性能。
[0108] 實(shí)施例2
[0109] 本實(shí)施例電解液按照實(shí)施例1的方法制備，區(qū)別僅在于，電解液中添加劑的組成和 添加量如表3所示。添加劑的含量為基于電解液的總重量計(jì)算得到的重量百分?jǐn)?shù)。
[0110] 表3:電解液添加劑組合方式及添加量


[0114] 將本實(shí)施例的電解液按照實(shí)施例1的方法制備鋰離子電池，并按照實(shí)施例1中的方 法對(duì)電池的性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)得到電池17~27的性能與以上實(shí)施例相似，限于篇幅不再 贅述。
[0115] 根據(jù)上述說(shuō)明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方 式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本 發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書 中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電解液，包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)和添加劑，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包含至少 一種如式I所示的線性簇酸醋，所述添加劑包含至少一種如式n所示的環(huán)二醋和至少一種 如式虹所示的硫酸醋：化巧i甲，時(shí)1、時(shí)2脊目獨(dú)立地分別選目聯(lián)代現(xiàn)木聯(lián)代的(Jl~日婉巷；聯(lián)代巷選目図累； 在式n中，R21、R22、R23、R24各自獨(dú)立地分別選自氨原子、面素、取代或未取代的Cl~6烷基、 取代或未取代的C2^締基，取代基選自面素； 在式虹中，R31、R32各自獨(dú)立地選自面素原子、取代或未取代的Cl~6烷基、取代或未取代 的C2-6締基;或者化和Rs連接成4~10元環(huán)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于， 在式I中，Rll、虹2各自獨(dú)立地分別選自Cl~4烷基； 在式n中，R21、R22、R23、R24各自獨(dú)立地分別選自氨原子、打~3烷基。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述硫酸醋選自如式mA所示化合物中 的至少一種.在式虹A中，R33選自取代或未取代的Cl~6亞烷基、取代或未取代的C2~6亞締基，取代基選 自面素。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述線性簇酸醋選自甲酸甲醋、甲酸乙 醋、乙酸甲醋、乙酸乙醋、丙酸甲醋、丙酸乙醋、丙酸丙醋、下酸甲醋、下酸乙醋中的至少一 種。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述環(huán)二醋選自乙交醋、丙交醋中的至 少一種；優(yōu)選的，所述硫酸醋選自硫酸乙締醋、硫酸丙締醋、4-甲基硫酸亞乙醋中的至少一 種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述線性簇酸醋的含量為所述電解液總 質(zhì)量的5%~70%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于:所述環(huán)二醋的含量為所述電解液總質(zhì)量 的0.01 %~15%，優(yōu)選為0.1 %~7%。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于:所述硫酸醋的含量為所述電解液總質(zhì)量 的0.01 %~7%，優(yōu)選為0.1 %~2%。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑還選自碳酸亞乙醋、碳酸 亞丙醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸二丙醋、碳酸甲乙醋、N-甲基化咯燒酬、N-甲基甲酯 胺、N-甲基乙酷胺、乙臘、甲硫酸、四氨巧喃中的至少一種。10. -種裡離子電池，其包括電解液、正極片、負(fù)極片、隔離膜和包裝錐；所述正極片包 括正極集流體及涂布在正極集流體上的正極膜片，負(fù)極片包括負(fù)極集流體及涂布在負(fù)極集 流體上的負(fù)極膜片;其特征在于，所述電解液為權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的電解液。
【文檔編號(hào)】H01M10/0569GK105914403SQ201610489399
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】龍兵, 李永坤, 孫慶娜, 唐興宇, 王升威
【申請(qǐng)人】寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司