[发明专利]一种软包装锂离子电池用低温电解液

说明书

本发明公开了一种软包装锂离子电池用低温电解液，该电解液由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂组成，所述添加剂为醚类化合物和N,N‑二甲基甲酰胺，各组分的质量百分比如下：电解质锂盐10％‑15％；有机溶剂80％‑85％；醚类化合物占电解质锂盐与有机溶剂总质量的1％‑5％；N,N‑二甲基甲酰胺占电解质锂盐与有机溶剂总质量的1％‑3％。本发明的电解质锂盐以六氟磷酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、二氟磷酸锂三种电解质锂盐合理配比(5:1:1)而成，不仅可以解决使用单一六氟磷酸锂高温分解，热稳定性差的问题，并通过在电解液中加入添加剂N,N‑二甲基甲酰胺以及醚类化合物，可以使锂电池充放电过程中形成良好的SEI膜，首次效率高，且具有优良的耐低温性能和循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池电解液技术领域，具体是涉及一种软包装锂离子电池用低温电解液。

背景技术

锂离子电池自商业化以来，由于具有电压高，体积比能量以及质量比能量密度高、无污染、可循环使用等优点被人们认可，已经广泛应用于手机、笔记本、数码相机，移动电源、平板电脑、电动自行车以及电动汽车等领域，是目前消费类产品首选的能源提供者。但是锂离子电池也存在自身的缺陷，低温条件下电池放电容量比常温环境明显降低，特别是在超低温(-40℃)环境下电池容量基本放不出来。尤其对于北方地区而言，锂离子电池的低温性能的提升更显得尤为重要。影响锂电池低温性能的因素有很多，包括正、负极材料的种类、电解液的组分、制造工艺等等。其中电解液是影响锂电池低温性能的最重要因素，这是因为低温时电解液的粘度变大，离子和电子导电率变低，正负极之间的离子转移收到限制，电池的活性降低。

专利号为CN201310031161.2的中国发明专利公开了一种锂离子二次电池及其电解液，电解液包含溶剂和锂盐，还包含成膜添加剂，所述溶剂包括第一溶剂和第二溶剂，第一溶剂由线性羧酸酯和碳酸乙烯酯组成，第二溶剂选自碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯碳酸丙烯酯中的一种或几种，成膜添加剂选自氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺内酯、丁二腈、己二腈、双草酸硼酸锂、双氟草酸硼酸锂中的一种或几种。该技术方案通过线性羧酸酯与碳酸乙烯酯的搭配，得到具有较高介电常数和低粘度的溶剂体系，通过成膜添加剂改善线性羧酸酯与石墨相容性差的问题，使得采用该电解液的锂离子二次电池表面出高功率放电能力和优良的高温循环稳定性，但是其在-20℃、0.5C恒流充放电的容量保持率仅为40％～45％，低温性能较差，还不能满足低温条件下的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软包装锂离子电池用低温电解液，通过有机锂盐的组合配比，并通过在电解液中添加剂醚类化合物和N,N-二甲基甲酰胺，可以使锂电池充放电过程中形成良好的SEI膜，首次效率高，并且制得的电解液具有优良的耐低温性能和循环性能。

为实验上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种软包装锂离子电池用低温电解液，该电解液由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂组成，其中，添加剂为醚类化合物和N,N-二甲基甲酰胺。

其中，按质量百分比计算如下：

电解质锂盐：10％-15％；

有机溶剂：80％-85％；

醚类化合物占电解质锂盐与有机溶剂总质量的1％-5％；

N,N-二甲基甲酰胺占电解质锂盐与有机溶剂总质量的1％-3％。

其中，所述电解质锂盐包括六氟磷酸锂LiPF₆、双三氟甲基磺酰亚胺锂 LiTFSI、二氟磷酸锂LiPO₂F₂，且六氟磷酸锂LiPF₆、双三氟甲基磺酰亚胺锂 LiTFSI、二氟磷酸锂LiPO₂F₂的质量比为5:1:1。

其中，所述有机溶剂为环状碳酸酯、线性碳酸酯和羧酸酯组成。