[发明专利]一种高能量密度软包电池高安全电解液及高能量密度软包电池

说明书

本发明公开了一种高能量密度软包电池高安全电解液，属于锂离子电池领域。所述电解液包括非水性有机碳酸酯类溶剂、电解质锂盐和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括常规成膜添加剂和经过修饰的纳米氧化物。采用本发明所述的电解液，电池在不存在外力作用的条件下正常工作，当存在外力作用时电解液瞬间变为准固态，当外力消失后电池仍可正常工作，从而解决了高能量密度软包电池的安全问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，更具体地，涉及一种高能量密度软包电池高安全电解液及高能量密度软包电池。

背景技术

自锂离子电池发明以来，就因其能量密度高、体积小、无记忆效应等优点被广泛的应用在各个领域。

随着能源汽车产业的迅猛发展，要求动力锂离子电池提供更高的能量密度以保证长其续航能力。然而，高能量密度电池的安全性一直很难得到保证。在目前的技术条件下，适配高能量密度电池的电解液仍然是基于牛顿流体，当电池在受到外力冲击，挤压时容易造成电池短路而引发爆炸、燃烧等不安全问题。

发明内容

本发明的目的是一种高能量密度软包电池高安全电解液及高能量密度软包电池，采用本发明所述的电解液，电池在不存在外力作用的条件下正常工作，当存在外力时电解液瞬间变为准固态，当外力消失后电池仍可正常工作，从而解决了高能量密度电池的安全问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种高能量密度软包电池高安全电解液，所述电解液包括非水性有机碳酸酯类溶剂、电解质锂盐和功能性电解液添加剂，所述功能性电解液添加剂包括常规成膜添加剂和具备剪切增稠作用的纳米氧化物。

优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物选自二氧化硅(SiO₂)、氧化锌(ZnO)、三氧化二铝(Al₂O₃)、二氧化钛(TiO₂)、氧化亚铁(FeO)、氧化锡(SnO₂)中的一种或多种。

优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物的形貌为球状、棒状或片状。

优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物为经过修饰的纳米氧化物，修饰物为硅烷或官能团修饰的硅烷。

优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物的尺寸为50～250nm，添加量为电解液总质量的10％～50％。

进一步优选地，所述具备剪切增稠作用的纳米氧化物的尺寸为80～200nm，添加量为电解液总质量的12％～45％。

优选地，所述非水性有机碳酸酯类溶剂选自碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、氟代碳酸二乙酯(FDEC)中的至少两种。

优选地，所述非水性有机碳酸酯类溶剂含量为电解液总质量的30％～75％。

优选地，所述电解质锂盐为单一的六氟磷酸锂(LiPF₆)，或六氟磷酸锂(LiPF₆)与第二锂盐的混合物；

其中，所述第二锂盐选自二氟磷酸锂(LiDFP)、高氯酸锂(LiClO₄)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双草酸硼酸锂(LiDFOB)、二氟草酸硼酸锂(LiBOB)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)和4,5-二氰基-2-三氟甲基咪唑锂(LiDTI)中的至少一种。

所述电解液中电解质锂盐浓度为0.8～1.15mol/L。

优选地，所述常规成膜添加剂选自第一混合物和第二混合物中的一种；

其中，第一混合物为碳酸亚乙烯酯(VC)和1,3-丙烷磺酸内酯(PS)的混合物；