[发明专利]电解液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解液及其在锂离子电池中的应用。

背景技术

锂离子电池的工作电压3.7V，是镍氢电池的工作电压的3倍以上，目前手持移动的数码产品基本上都使用的是锂离子电池。随着数码技术的不断发展及技术集成，对提供电源能量的电池要求越来越高，需要更长的待机和使用时间。目前比较多采用比容量及压实性能更高的正负极材料来提高电池容量，以及通过提高电池空间利用率来提高锂离子电池的能量密度。在目前以钴酸锂及石墨材料为活性材料的锂离子电池中，当能量密度超过520Wh/L之后，由于极片面密度及压实密度的增加，薄隔膜的使用，导致锂离子电池中电解液的吸收保有量下降。虽然电池初始能够具有很高的容量，但是电池的循环寿命相对下降比较显著；同时由于极片空隙的减少及厚度增加，锂离子在负极片上的扩散迁移能力下降，容易在负极片表面出现析锂的情况，富集的金属锂会进一步消耗电解液，从而使得电池的寿命衰减加剧。

发明内容

基于此，有必要提供一种电解液及其锂离子电池中的应用，使得锂离子电池的循环性能、高温贮存性能及初始能量密度均较高。

一种电解液，包括有机溶剂、六氟磷酸锂及添加剂，所述添加剂包括四氟硼酸锂、1，3-丙磺酸内酯、双草酸硼酸锂、己二腈、碳酸亚乙烯酯及氟代碳酸乙烯酯，所述电解液中所述四氟硼酸锂的质量浓度为0.5%~2％，所述1，3-丙磺酸内酯的质量浓度为1%~4%，所述双草酸硼酸锂的质量浓度为1%~5%，所述己二腈的质量浓度为1%~3%，所述碳酸亚乙烯酯的质量浓度为0.5%~2％，所述氟代碳酸乙烯酯的质量浓度为2%~5%。

在其中一个实施例中，所述有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯及碳酸丙烯酯。

在其中一个实施例中，所述有机溶剂中碳酸乙烯酯的质量百分比为40%~60%，所述碳酸二乙酯的质量百分比为30%~50%，所述碳酸丙烯酯的质量百分比为5%~15%。

在其中一个实施例中，所述电解液中所述六氟磷酸锂的物质的量浓度为0.9mol/L~1.2mol/L。

上述电解液在锂离子电池中的应用。

上述电解液可以提高使用该电解液的锂离子电池的循环性能、高温贮存性能及初始能量密度。

附图说明

图1为使用实施例1~2及对比例1~2的电解液的锂离子电池的容量保持曲线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

一实施方式的电解液包括有机溶剂、六氟磷酸锂（LiPF₆）及添加剂。

添加剂包括四氟硼酸锂（LiBF₄）、1，3-丙磺酸内酯（PS）、双草酸硼酸锂（LiBOB）、己二腈（ADN）、碳酸亚乙烯酯（VC）及氟代碳酸乙烯酯（FEC）。电解液中，四氟硼酸锂的质量浓度为0.5%~2%，1，3-丙磺酸内酯的质量浓度为1%~4%，双草酸硼酸锂的质量浓度为1%~5％，己二腈的质量浓度为1%~3％，碳酸亚乙烯酯的质量浓度为0.5%~2%，氟代碳酸乙烯酯的质量浓度为2%~5%。

优选的，有机溶剂包括碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二乙酯（DEC）及碳酸丙烯酯（PC）。进一步的，有机溶剂中碳酸乙烯酯的质量百分比为40%~60%，碳酸二乙酯的质量百分比为30%~50%，碳酸丙烯酯的质量百分比为5%~15%。需要说明的是，有机溶剂中碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯及碳酸丙烯酯的质量百分比不限于为上述列出的数值，也可以为其他数值，有机溶剂也可为其他常用于电解液的有机溶剂，不限于所列举的几种。

优选的，电解液中六氟磷酸锂的物质的量浓度为0.9mol/L~1.2mol/L。需要说明的是，六氟磷酸锂在电解液中作为电解质，因此六氟磷酸锂的物质的量浓度不限于为0.9mol/L~1.2mol/L，可以根据需要进行调整。

上述电解液中，四氟硼酸锂、1，3-丙磺酸内酯、双草酸硼酸锂及己二腈可以改善锂离子电池的高温贮存性能，碳酸亚乙烯酯及氟代碳酸乙烯酯可以改善锂离子电池的循环性能，可以提高锂离子电池的循环性能、高温贮存性能及初始能量密度。

以下结合具体实施例来进一步说明。

实施例1~2及对比例1~2中电解质的组成及各组分的含量如表1所示，