[发明专利]一种三元正极材料锂离子电池电解液

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，涉及一种三元正极材料锂离子电池电解液。

背景技术

随着锂离子电池比能量密度的提升需求，具有成本低，高电压，高克容量发挥的三元正极材料在锂离子电池尤其是动力锂离子电池中应用越来越广泛，然而三元正极材料吸水性强，尤其是在高电压下和较高的镍含量下，极大地加速了常规电解液分解过程，导致气胀严重，循环性能较差，因此开发能够有效改善三元材料电池循环性能的功能电解液迫在眉睫。

现有技术中，提高三元材料电池循环性能的相关研究很多，主要的途径是通过对电解液溶剂体系和特殊功能添加剂的筛选评测，优化电解液配方组成，形成更稳定的SEI膜，从而提升电池循环性能。中国专利，公开号为CN105355970A的发明专利报道了一种三元正极材料锂离子电池电解液，由非水性有机溶剂、锂盐及添加剂组成，利用氟代碳酸乙烯酯、含硫有机物和氟代醚三种添加剂共同使用所产生的协同效应，使得三元正极材料电池具有优异的循环性能。尽管目前类似的电解液配方可以有效提升三元正极材料锂离子电池的循环性能但是离实际应用需求仍然相差甚远，并且当前的电解液都很难兼顾容量、内阻等其它电化学性能的平衡。

因此还需要更进一步优化电解液，实现电池综合性能的提升。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供一种三元正极材料锂离子电池电解液，解决了现有技术中电解液难以兼顾容量、内阻和电池的循环性 能都能够提升的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种三元正极材料锂离子电池电解液，所述三元正极材料锂离子电池电解液由碳酸酯类有机溶剂、锂盐、添加剂组成，其中锂盐为六氟磷酸锂，六氟磷酸锂占锂盐和碳酸酯类有机溶剂总质量的12％-18％；添加剂占锂盐和碳酸酯类有机溶剂总质量的5％-15％。

优选的，所述碳酸脂类有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯混合而成。

优选的，所述碳酸脂类有机溶剂由以下重量百分比的原料混合而成：碳酸乙烯酯20％-30％、碳酸二乙酯30％-40％、碳酸甲乙酯30％-40％、碳酸丙烯酯5％-10％。

优选的，所述添加剂由碳酸亚乙烯酯；氟代碳酸乙烯酯；丙烯酸磺酸内酯、硫酸亚乙酯、甲烷二磺酸二甲脂中的一种；三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯中的一种；二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂中的一种组成。

优选的，所述碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、丙烯酸磺酸内酯、硫酸亚乙酯、甲烷二磺酸二甲脂各自的添加量分别为占锂盐和碳酸酯类有机溶剂总质量的1％-5％、5％-10％、2％-5％、2％-5％、2％-5％。

优选的，所述三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)磷酸酯的添加量均为占锂盐和碳酸酯类有机溶剂总质量的1％-3％。

优选的，所述二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂的添加量均为占锂盐和碳酸酯类有机溶剂总质量的1％-5％。

本发明提供一种三元正极材料锂离子电池电解液，与现有技术相比优点在于：

本发明针对三元材料特性优化了电解液溶剂组成，使用了碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及碳酸丙烯酯的混合溶剂作为碳酸酯类有机溶剂，使得该溶剂对锂盐溶解度高，粘度低，同时使用氟代碳酸乙烯酯作为低温添加剂，实现了电解液在兼顾容量、内阻等电化 学性能的同时，也使得三元正极材料电池具有优异的循环性能，低温条件下电池循环时间延长；

本发明中的采用碳酸亚乙烯酯、硫系添加剂以及具有B-O-Si结构磷酸酯、锂盐添加剂之间的协同作用实现电解液在兼顾容量、内阻的同时，高温条件下电池循环时间长；