[发明专利]一种适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液

说明书

本发明提供了一种适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液，所述非水电解液包括正极保护添加剂3‑甲氧基丙腈和/或己二腈、负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯、高温添加剂1,3‑丙烷磺酸内酯和低阻抗添加剂硫酸亚乙酯和/或二氟磷酸锂。本发明通过正负极材料、极片设计以及电解液配方优化组合后制备得到的高电压锂离子电池具有优异的大倍率循环寿命。本发明通过向电解液中加入添加剂3‑甲氧基丙腈和低阻抗添加剂能够使适用于大倍率充放电的高电压锂离子电池同时具有优异的高温储存和低温放电性能。其中3‑甲氧基丙腈与正极金属离子发生络合作用，抑制电解液的分解和金属离子的溶出，同时其形成的膜阻抗较低，能够确保锂离子的脱出和嵌入。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液。

背景技术

近年来，锂离子电池在智能手机、平板电脑、智能穿戴、电动工具和电动汽车等领域得到了广泛的应用。随着生活节奏的加快和电子产品的发展，消费者对缩短锂离子电池充电时间和提高锂离子电池能量密度的需求更加迫切，相应地对锂离子电池充电速度和电压提出了更高的要求；同时要求锂离子电池具有长的使用寿命和高的安全性。

因此，有必要开发一种适用于高倍率循环寿命长的高电压软包锂离子电池用电解液，同时要求其组成的锂离子电池具有良好的储存和低温充放电性能。

发明内容

锂离子电池高倍率充放电性能的影响因素主要包括正负极材料、电解液和电芯结构设计等，其中正负极材料和电解液对锂离子电池高倍率充放电性能是至关重要的。一方面，锂离子电池使用在充放电时能够快速脱/嵌锂的正负极材料，避免电芯内部发生析锂导致的容量衰减和安全问题；另一方面，设计具有低粘度、高电导率的动力学性能优异的锂离子电池电解液，同时该电解液能够在正负极表面形成具有低阻抗的固态电解质界面膜，确保锂离子在其中的快速传递。

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液，该锂离子电池在高倍率下具有优异的循环性能，同时其还具有良好的储存和低温充放电性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用非水电解液，所述非水电解液包括非水有机溶剂、添加剂和锂盐，所述添加剂包括正极保护添加剂3-甲氧基丙腈和/或己二腈、负极成膜添加剂氟代碳酸乙烯酯、高温添加剂1,3-丙烷磺酸内酯和低阻抗添加剂硫酸亚乙酯和/或二氟磷酸锂。

作为本发明适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液，所述的非水有机溶剂选自环状碳酸酯中的至少一种与线性碳酸酯和线性羧酸酯两者中的至少一种按任意比例混合的混合物。

其中，所述的环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种，所述的线性碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种，所述的线性羧酸酯选自丙酸乙酯、丙酸丙酯和乙酸丙酯中的至少一种。

作为本发明适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液，所述的非水有机溶剂以总体积为100％为计，其中，所述环状碳酸酯的体积分数为15-40vol％，所述线性碳酸酯和/或线性羧酸酯的体积分数为60-85vol％。

作为本发明适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液，所述3-甲氧基丙腈的含量为非水电解液总质量的0.5-4wt.％，例如为0.5wt.％、0.6wt.％、0.8wt.％、1wt.％、2wt.％、3wt.％或4wt.％。

作为本发明适用于高倍率充放电的高电压软包锂离子电池用电解液，所述己二腈的含量为非水电解液总质量的0.5-4wt.％，例如为0.5wt.％、0.6wt.％、0.8wt.％、1wt.％、2wt.％、3wt.％或4wt.％。