[发明专利]一种具有宽温化学稳定性及玻璃密封结构的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种具有宽温化学稳定性及玻璃密封结构的锂离子电池，所述锂离子电池包括电池壳体、玻璃密封结构和电解液，所述宽温化学稳定的电解液包括有机溶剂和添加剂，所述有机溶剂包括EC、PC、EMC和EP，所述添加剂包括VC、FEC、LiDFOB和MB；所述玻璃密封结构包括不锈钢外壳、钼柱和防腐蚀铝硅玻璃，所述钼柱贯穿所述不锈钢外壳，所述防腐蚀铝硅玻璃密封所述钼柱和不锈钢外壳之间的空隙；所述玻璃密封结构位于所述电池壳体的开口处，通过不锈钢外壳和所述电池壳体的相互扣合实现密封。本发明所述锂离子电池可以预防电池漏液，同时能满足小空间释放较多电能的需求，并保证在极端温度下具有良好的电性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种具有宽温化学稳定性及玻璃密封结构的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池凭借其高能量密度、使用寿命长、无记忆效应和清洁高效等优点在电化学储能领域被广泛应用，但如果锂离子电池的电解液泄漏或接触到空气则会严重影效能和电池寿命并导致安全问题。此外，基于其化学特性，锂离子电池在低温下效能会大幅下降，而在高温下会出现自放电及容量骤低问题，因此一般锂离子电池只能在接近常温的温度下运作。同时，对于锂离子电池的密封，一般会选用聚合物密封结构，但经过长时间储存或运作后，聚合物受到侵蚀或破损，以及硬化引致弹性不足，导致电解液泄漏问题，而在温度变大的环境下，由于冷缩热涨的原理，以上情况更容易出现。

现有技术提出了一些改进方案，例如，为了改善锂离子电池的高温性能，一般会选择碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等沸点较高的溶剂作为电解液的主溶剂，但是这些溶剂的熔点较高，在低温下电解液的电导率下降得非常快，电池阻抗快速增加，很难满足电池的低温放电性能。另一方面，选择乙酸乙酯、丙酸乙酯等熔点较低的羧酸酯作为电解液的主溶剂能有利于电池的低温性能，但是这些溶剂的沸点相对较低，削弱了电解液的高温稳定性，对于改善电池的高温性能不利。而在添加剂方面，为了改善高温性能一般使用碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯等添加剂，但是这一类添加剂会造成电池阻抗较大，尤其是在低温下，电池阻抗增加非常明显，导致电池的低温性能下降。因此通过电解液来同时改善电池的高温性能和低温性能是一个比较难的课题。

CN106252639A公开了一种兼顾高低温性能的高容量锂离子电池电解液，所述的电解液包括非水溶剂和六氟磷酸锂，所述的电解液还包括负极成膜添加剂、抑制气胀添加剂、低阻抗添加剂；其中，负极成膜添加剂由占电解液总质量3～15％的氟代碳酸乙烯酯组成；抑制气胀添加剂由占电解液总质量0.3～5％的1，3-丙烯磺酸内酯或酸酐类化合物中的一种或两种组成；低阻抗添加剂由占电解液总质量0.2～3％的二氟磷酸锂或二氟草酸磷酸锂中的一种或两种组成其所述电解液适用于高镍正极和硅碳复合负极锂离子电池，兼顾常温循环性能的同时，改善该锂离子电池的高温存储性能和低温放电性能，但是，其高温稳定性和低温下的电化学性能有待进一步提升，同时其制备的锂离子电池容易出现漏液的现象，使用的有机溶剂有毒且容易造成污染。

CN209150167U公开了一种防漏液锂电池，包括中心柱、电容膜、壳体和壳底，所述电容膜卷绕在中心柱上形成电芯轴，所述电芯轴位于壳体内部，所述壳底包括底座和位于底座上方的柔性层，所述柔性层边界向上翘起形成保护环，所述保护环的尺寸不小于所述底座尺寸，所述电芯轴底部位于保护环内，所述保护环位于壳体内部。采用其所述的防漏液锂电池，通过在壳底增加柔性层，在电池受到外力挤压造成底部破裂或底部与壳体脱离出现裂缝时可以形成防护层，阻止内部电解液外泄，而在极端温度下，由于柔性层的老化，难以保证锂电池的良好密封性。但是其所述电池在高低温脉冲放的时候，电压降比较高。其形成的SEI稳定性也比较弱，导致了高低温循环的时候，会形成破裂，副反应发生，以及正极金属离子析出等问题。

上述方案存在有高低温循环性能差、密封结构难以使电池在宽温范围内使用时均具有良好的密封效果、以及密封结构导致电池的体积能量密度降低的问题，因此开发一种高低温性能好，能满足在空间小而需释放较多电能的需求，同时可以预防电池漏液的锂离子电池是十分必要的。

发明内容