[发明专利]一种用于三元掺锰锂电池的宽温电解液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于三元掺锰锂电池的宽温电解液及其制备方法,属于锂离子电池技术领域，该电解液主要由以下质量分数的组分制成：锂盐12％～15％、有机溶剂80％～85％和添加剂2％～6％，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3‑丙烷磺酸内酯、二氟草酸硼酸锂和二氟磷酸锂。其具有优良的电化学性能，稳定性好，具有较宽的工作温度范围，在高温和低温条件下均能使用。在‑40℃，0.2C放电循环500周，容量保持率为80.30％‑85.49％左右；在60℃条件下搁置7天不出现起皮胀气现象，且容量保持率为92.89％‑95.72％左右，荷电恢复率为99.39％‑101.39％左右。该电解液的制备方法工艺简单，生产方便，生产效率高，生产出来的产品质量好。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于三元掺锰锂电池的宽温电解液及其制备方法。

背景技术

锂电池是新一代绿色环保电池，具有电压高、比能量大、充放电寿命长、安全环保等特点，成为便携式电源和动力电源的主导。目前，配套常规电解液的锂离子电池在-20℃下放电容量仅80％左右，而-40℃基本放不出电量，这极大限制了锂离子电池在内蒙古、黑龙江以及甘肃北部等严寒地区的使用；另外，众所周知，汽车行车记录仪需要耐高温，因为汽车在夏日户外暴晒数小时后温度可能达到70℃以上，因此，若行车记录仪所用电解液不能耐高温，可能会导致汽车出现死机或者花屏现象，进而无法正常驾驶。而行业内的大多数锂离子电解液往往只是针对高温或低温单方面性能进行改善，兼顾高低温性能的宽温电解液仍不能满足市场发展需求。

因为，在高温环境下，由于锂离子电池正极活性材料中金属离子易溶出并在石墨负极上沉积，破坏负极SEI膜，使电池使用过程中容量损失加快，并且，随SEI膜的不断破损，负极与电解液发生副反应加剧，致使电芯高温储存胀气，产生安全隐患。而目前行业内通常是通过向电解液中加入耐高温添加剂，来提高锂电池在高温环境下的使用，但此种产品只能应用于高温环境，无法兼顾低温使用。

在低温环境下，对于相同倍率下的放电，当外界温度越低时，锂离子电池的放电电压就会越低。当温度降低时，电池放电电压也大幅降低，这样电池在低温放电时就会更快的到达放电截止电压，从而造成低温放电容量明显低于常温容量。相对于低温放电，锂离子电池低温充电的表现则更加不尽如人意，首先，低温下的充电会快速达到恒压阶段，并会一定程度上降低充电容量、同时增加充电时间。不仅如此，锂离子电池在低温充电时，锂离子可能来不及嵌入石墨负极中，从而析出在负极表面形成金属锂枝晶，这一反应会消耗电池中的可以反复充放电的锂离子，降低导电能力，并大幅降低电池容量，析出的金属锂枝晶也可能增大SEI膜阻抗，并可能刺穿隔膜，从而影响安全性能。而目前行业内通常是通过向电解液中引入线性羧酸酯类溶剂来提高锂电池低温性能，但此种溶剂对循环性能影响较大，且无法兼顾高温使用。

因此，如何提高锂离子电池在宽温度范围内的电化学性能，一直是锂离子电池领域研究工作者持续努力的方向。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种用于三元掺锰锂电池的宽温电解液，其稳定性好，能够在较宽的温度范围内放电。

本发明实施方式的另一个目的在于提供一种用于三元掺锰锂电池的宽温电解液的制备方法，其工艺简单，生产方便，生产效率高，生产出来的产品质量好。

本发明的实施方式是这样实现的：

本发明的实施方式提供了一种用于三元掺锰锂电池的宽温电解液，主要由以下质量分数的组分制成：锂盐12％～15％、有机溶剂80％～85％和添加剂2％～6％，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、二氟草酸硼酸锂和二氟磷酸锂。

进一步的，主要由以下质量分数的组分制成：锂盐13％、有机溶剂83.5％和添加剂3.5％。

进一步的，所述添加剂中的碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、二氟草酸硼酸锂和二氟磷酸锂的质量比为2～3：2～3：1～1.5：2～3。