[发明专利]一种高功率电解液及含有该电解液的锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高功率电解液及含有该电解液的锂离子电池。本发明采用功率性能较好的磷酸铁锂正极材料，同时使用了高锂离子迁移率的溶剂、添加剂组合和锂盐，提高电解液性能的功率性能。本发明的电解液添加剂能够在正负极表面性能强度较高的保护膜进而提高了电池的高温性能。同时使用了分解温度较高的锂盐，进而提高了锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高功率电解液及含有该电解液的锂离子电池。

背景技术

近年来，我国汽车行业得到了飞速发展，国内汽车保有量也不断提升。面对日益严重的能源与环境危机，国家出台了多项汽车节能减排的法律法规。汽车用的48V混合动力系统可以实现滑行启停、动能回收、辅助加速等功能，节油率为14％-17％。

但是，相较于纯电动锂离子电池而言，启停锂离子电池对高低温性能、功率性能及循环寿命的指标和各性能的兼顾提出了更高的要求。正极、电解液作为锂离子电池的主要组成部分，其设计是阻碍启停高功率锂离子电池性能的主要因素。因此，需要开发能满足高功率放电和高温性能的电解液和正极材料组合，这将对启停高功率电池的应用发展有着重要意义。

发明内容

本发明为了解决当前锂离子电池功率密度偏低、难以兼顾高低温性能等问题，提出了一个高低温性能兼顾的高功率电解液，同时提出了一种使用该电解液的高功率锂离子电池，所述锂离子电池的安全性能得到大大提高。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种电解液，所述电解液包括导电锂盐、添加剂和溶剂；其中，所述添加剂包括二氟磷酸锂、硫酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯和硼磷类草酸锂；所述溶剂包括3-甲氧基丙酸乙酯。

根据本发明，所述溶剂还包括环状碳酸酯、线性碳酸酯和线性羧酸酯中的至少一种。

其中，所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种。

其中，所述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。

其中，所述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。

根据本发明，所述3-甲氧基丙酸乙酯的粘度比环状碳酸酯、线性碳酸酯和线性羧酸酯的粘度大，但其分子结构中的极性官能团数量较多，3-甲氧基丙酸乙酯作为电解液溶剂时，能够与电解液中锂离子形成如下结构式的溶剂化结构，该溶剂化结构能够跳跃式搬迁电解液的锂离子，因此能够快速提高电解液中锂离子的迁移速率，从而实现电解液在正负极之间快速搬移锂离子的目的，提高锂离子电池的功率密度。溶剂化结构作用机理如下：

根据本发明，所述3-甲氧基丙酸乙酯的加入量占电解液总质量的10％-50％，如10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％。

根据本发明，所述硼磷类草酸锂选自如下结构式所示化合物中的至少一种：

其中，R₁-R₈相同或不同，彼此独立地选自H、F、卤素取代的C_1-6烷基(如CF₃-)。

示例性地，所述硼磷类草酸锂选自如下结构式所示化合物中的至少一种：