[发明专利]用于锂离子电池的电解质制剂

说明书

本发明公开了用于锂离子电池的电解质制剂，所述电解质制剂包含添加剂或添加剂的组合，所述电解质制剂为锂离子电池组电池提供了低温性能和高温稳定性。

技术领域

本发明属于电池技术领域，并且更具体地涉及能够同时实现锂离子电池组(也称作锂离子电池)的低温和高温运行的电解质制剂。

背景技术

锂离子电池组的某些应用需要宽的运行温度范围。通常，锂离子电池组的功率容量由于以下因素中的一种或多种所致在低温下遭受：1)电解质的粘度增大，导致较慢的锂离子扩散；2)电解质的离子电导率降低；3)阳极(也称作负极(anode))上的固体电解质相界面(SEI)的离子电导率降低；和4)锂离子通过电极材料，尤其是阳极材料的扩散速率降低。

在过去，对于与在低温运行锂离子电池组相关的问题的解决方案包括将具有极低熔点和/或低粘度的溶剂添加至电解质制剂中。这样的额外溶剂可以有助于防止电解质溶液免于冻结或在低温具有显著增加的粘度。然而，这样的额外溶剂趋于对锂离子电池组的高温性能有损害，并且特别是对在循环或储存时的高温稳定性有损害。

已知电解质制剂的缺点中的某一些通过本文公开的发明的实施方案得到解决，例如通过在没有显著降低在储存时的高温稳定性的情况下改善在低温的动力性能解决。

发明内容

根据本发明的某些实施方案，电解质制剂包括锂盐、有机溶剂和添加剂。添加剂包括选自由以下各项组成的组中的添加剂盐：碳酸盐，高氯酸盐，六氟磷酸盐，草酸盐和硝酸盐。添加剂盐不同于所述锂盐。

在一些实施方案中，添加剂盐是碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾。在一些实施方案中，添加剂盐是高氯酸锂或高氯酸钠。在一些实施方案中，添加剂盐是六氟磷酸钠或六氟磷酸铯。在一些实施方案中，添加剂盐是草酸锂、草酸钠、草酸铯或1-(4，5-二氢-1，3-噻唑-2-基)哌啶草酸盐。在一些实施方案中，添加剂盐是硝酸钠或硝酸铯。在一些实施方案中，包含双(草酸合) 硼酸锂、硝酸铯、马来酸酐、三(三甲基甲硅烷基)磷酸 (tris(trimethylsilyl)phosphate)、多磷酸三甲基甲硅烷基酯(trimethylsilyl polyphosphate)、异氰酸4-氟苯酯、1，4-丁烷磺内酯作为第二添加剂。

附图说明

图1A和1B示出了组装成容纳有由本发明某些实施方案的制剂制成的电解质溶液和对照电解质溶液的电池组电池的低温和高温电化学性能表征。

图2A和2B示出了组装成容纳有由本发明某些实施方案的制剂制成的电解质溶液和对照电解质溶液的电池组电池的低温和高温电化学性能表征。

图3A和3B示出了组装成容纳有由本发明某些实施方案的制剂制成的电解质溶液和对照电解质溶液的电池组电池的低温和高温电化学性能表征。

图4A和4B示出了组装成容纳有由本发明某些实施方案的制剂制成的电解质溶液和对照电解质溶液的电池组电池的低温和高温电化学性能表征。

具体实施方式

以下定义适用于根据本发明的一些实施方案描述的一些方面。这些定义同样可以扩大到本文中。每个术语都在整个说明书、附图和实施例中得到了进一步解释和举例说明。在本说明书中的术语的任何解释应该考虑在本文中提出的全部描述、附图和实施例。

除非上下文清楚地另外指出，否则单数术语“一个”、“一种”和“所述”包括复数。因此，例如，一个对象的提及可以包括多个对象，除非上下文清楚地另外指出。

术语“基本上地”和“基本上的”指的是相当大的程度或范围。当与事件或情况联合使用时，该术语可以指在其中事件或情况准确发生的场合，也可以指在其中事件或情况接近近似发生的场合，如解释在本文中所描述的实施方案的典型的公差水平或可变性。

术语“约”是指近似接近给定值的值的范围以便解释在本文中所描述的实施方案的典型的公差水平、测量精确度或其他可变性。