[发明专利]一种高镍三元体系锂离子动力电池电解液

说明书

本发明涉及锂电池三元电极材料体系电解液技术领域，具体涉及一种高镍三元体系锂离子动力电池电解液。所述一种高镍三元体系锂离子动力电池电解液包括有机溶剂、电解质锂盐、功能添加剂和阻燃添加剂；所述功能添加剂为O‑琥珀酰亚胺‑1,3‑二甲基丙基脲六氟磷酸盐或[2.2.2]‑穴醚和单十六烷基磷酸酯钾中的至少一种；阻燃添加剂为一缩二乙二醇氧基环四磷腈，以电解液的总质量为基准，功能添加剂的添加量为0.5～1.5%；阻燃添加剂的添加量为1～3.5%。本发明的一种高镍三元体系锂离子动力电池电解液电导率高，电池循环性能好。

技术领域

本发明涉及锂电池三元电极材料体系电解液技术领域，具体涉及一种高镍三元体系锂离子动力电池电解液及其制备方法。

背景技术

三元材料（镍钴锰酸锂）提高镍的含量能大大提升材料的比容量，因此高镍三元材料必然是将来大型电池的一种理想材料。

但是，随着三元材料向高镍方向发展，材料吸水性增强、稳定性也随之降低，特别是在高温条件下，镍元素的催化作用会加速常规电解液的分解，从而造成整个电池体系性能的下降，特别是容量迅速衰减。为了降低电解液在电极表面反应活性，添加正负极成膜添加剂是改善电极/电解液界面相容性最有效的方法。

公开号为CN104332650A的专利申请公开了一种高镍三元正极材料体系锂离子电池的高压电解液，所述高压电解液由有机溶剂、电解质锂盐、正极成膜添加剂、负极成膜添加剂及抗氧化添加剂组成，其中，正极成膜添加剂为甲烷二磺酸亚甲酯，负极成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯，抗氧化添加剂为三乙二醇甲醚硼酸酯，以高压电解液的总质量为基准，正极成膜添加剂的添加量为0.5～1%；负极成膜添加剂的添加量为2～5%，抗氧化添加剂的添加量为0.5～1%。本发明的高压电解液具有较好的耐氧化、耐高温及安全特性，保证电池具有较好的循环寿命；同时具有较高的电导率，能保证电池的高倍率及功率特性，还具有较高的安全性，能大大提高动力电池的安全性能。然而其高压电解液使用含甲烷二磺酸亚甲酯和氟代碳酸乙烯酯，其中正极成膜剂甲烷二磺酸亚甲酯阻抗较大，不利于锂离子电池高功率输出，高镍电池安全性能也有待改善。为此希望寻找一种安全、循环次数多的电解液。

申请号为CN201610831647.8的中国专利申请公开了一种电池电解液及其制备方法、锂电池，电池电解液包括原料及其质量百分比如下：锂盐13-13.5%、添加剂1-8.5%，其余为三元有机溶剂；所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯中的两种或以上。本发明通过添加剂的种类及其质量百分比的设计，配合锂盐等其他原料制成的电解液，可改善电池的循环性能（2000次以上循环容量保持率≧80%以上），解决现有低成本电池寿命大多不长的问题。

申请号为CN201310679971.9 的中国专利申请为了克服锂电池在普通电解液中电池容量衰减快、使用寿命短的现有技术不足，提供一种锂电池电解液添加剂及其电解液，该电解液添加剂由1,4丁烷磺酸内酯或者1,3-丙烷磺酸内酯与乙醇胺混合而成，包含该添加剂的电解液由锂盐11%～15%、有机溶剂82%～88%、添加剂0.5%～4%组成。本发明用含有添加剂的高温电解液可以使三元惨锰锂离子电池具有很好的高温存储以及循环使用效果，其中当1,4丁烷磺酸内酯或者1,3-丙烷磺酸内酯与乙醇胺的质量混合比为1：1-2，其效果最佳。本发明所述的锂离子电池用电解液添加剂及其电解液适合在锂电池制造或应用领域大力推广。

申请号为CN201710015032.2 的中国专利申请提出一种三元电池用防过充电解液，由以下成分组成：有机溶剂、锂盐、防过充添加剂，所述防过充添加剂占有机溶剂的质量比为3～8％，所述防过充添加剂为联苯和/或苯基环己烷，所述有机溶剂为醚类和酯类有机溶剂。本发明还提出所述防过充电解液的制备方法。本发明所提出的防过充电解液，通过BP和CHB的混合作用，可在电池过充时发生过充电聚合，阻断电流的充入，有效避免三元动力锂电池在发生过充时带来的着火或爆炸现象，从而解决一直以来困扰行业的三元电池的过充安全性问题。