[发明专利]一种低温电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开一种低温电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述锂盐包括四氟硼酸锂；添加剂为双草酸硼酸锂(LiBOB)和硼酸三甲酯(TB)；溶剂包括链状羧酸酯乙酸乙酯(EA)和丁酸乙酯(EB)；羧酸酯乙酸乙酯(EA)和丁酸乙酯(EB)的质量相等；溶剂还包括碳酸甲乙酯(EMC)，丙烯碳酸脂(PC)和二乙基碳酸脂(DEC)；本发明在低温下形成导电网络，提高导电性能；本发明还公开了一种具有该低温电解液的锂离子电池，低温下循环性能显著提升。

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，特别是涉及一种低温电解液及锂离子电池。

背景技术

低温电池可以在较低的温度下正常的进行充放电。其中，电池的电解液影响低温下电池充放电能否进行。现有技术中，低温电解液使用四氟硼酸锂作为导电剂，四氟硼酸锂对环境要求低，使用温度范围广，低温下形成的SE I膜阻抗小，故而其低温性能好，但溶解度低，在常规电解液中用量较低，常常是配合六氟磷酸锂等其他锂盐共同使用，限制了四氟硼酸锂的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温电解液，本发明在低温下形成导电网络，提高导电性能。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种低温电解液，包括溶剂、锂盐和添加剂，所述锂盐包括四氟硼酸锂；

添加剂为双草酸硼酸锂(LiBOB)和硼酸三甲酯(TB)。

优选所述四氟硼酸锂在溶剂中的浓度为1至2mol/L。四氟硼酸锂1-2mol/L，锂盐用量太少，导电率不足，低温下电性能不好，锂盐用量太大，一方面成本高，另一方面，溶解锂盐所需的EMC和PC用量增加，压缩了其他溶剂用量，影响其他添加剂的使用。

优选双草酸硼酸锂(LiBOB)占溶剂的质量百分比为1％至3％；

硼酸三甲酯(TB)占溶剂的质量百分比为1％至2％。

本发明中双草酸硼酸锂(LiBOB)和硼酸三甲酯(TB)帮助电解液在低温下形成导电网络，同时在负极表面形成稳定的SEI膜，增加低温循环寿命，用量太少，达不到效果，用量太多，游离态的添加剂无法作用于锂离子传导，反而会拉低电解液整体的电导率。

优选溶剂包括链状羧酸酯乙酸乙酯(EA)和丁酸乙酯(EB)。本发明中EA和EB凝点较低，低温下可保持较高的电导率；同时，添加剂中TB为酯类物质，根据相似相溶的原理，EA和EB可以使TB更好的溶解在电解液中，更进一步促进四氟硼酸锂的溶解。

进一步优选羧酸酯乙酸乙酯(EA)和丁酸乙酯(EB)的质量相等。

优选溶剂还包括碳酸甲乙酯(EMC)，丙烯碳酸脂(PC)和二乙基碳酸脂(DEC)。本发明为了提高四氟硼酸锂在溶剂中的溶解度使用含有碳酸脂类高纯有机溶剂，包括碳酸甲乙酯(EMC)、丙烯碳酸脂(PC)和二乙基碳酸脂(DEC)，碳酸甲乙酯(EMC)含有甲基、乙基和羰基等活性反应基团，对锂盐的溶解性强、安全稳定；丙烯碳酸脂(PC)具有强极性，可协同EMC增大锂盐的溶解度，二乙基碳酸脂(DEC)是一种降粘溶剂，可以降低溶剂的粘度，以提升整体的电导率，这三种溶剂之间混合，增大四氟硼酸锂的溶解度，进而增大四氟硼酸锂的用量。

进一步优选羧酸酯乙酸乙酯(EA)、丁酸乙酯(EB)、碳酸甲乙酯(EMC)、丙烯碳酸脂(PC)和二乙基碳酸脂(DEC)的质量比为：1:1:1:1:1或者2:2:2:1:3或者2:2:3:1:2。本发明通过上述组分配合获得溶剂，最适宜溶解本发明提出的添加剂，同时低温下溶剂的粘度最低，导电率最高。

本发明的目的在于提供一种锂离子电池，本发明低温下循环性能显著提升。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种锂离子电池，包括本发明的低温电解液。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：