[发明专利]一种三元材料锂离子电池电解液

说明书

一种三元材料锂离子电池电解液，包括：锂盐，碳酸酯类化合物、添加剂及离子液体；其中，锂盐的质量分数为：8.0％～13.0％，碳酸酯类化合物的质量分数为：50.0％～70.0％，添加剂的质量分数为：3.0％～7.0％，离子液体的质量分数为：20.0％～30.0％，各物质的质量分数的总和为100.0％。采用本发明之电解液制成的三元材料锂离子电池，在25℃条件下，按照1C、2C、3C充放电制度分别循环4000次、2300次、1200次后容量保持率均高于80.0％，可见，采用本申请实施例示出的电解液制成的三元材料锂离子电池经过多次高倍率充放电制度循环后仍具有较高的容量保持率。

技术领域

本申请涉及能源技术领域，尤其涉及一种三元材料锂离子电池电解液及配制方法。

背景技术

锂离子电池具有更高的比能量、更高的比功率、更高的电压、自放电小、无记忆效应及绿色环保等突出优势，现已成为最为理想的电池体系，成为便携电子设备电池的首选，并且逐步在新能源乘用车及专用车、储能、启动电源等领域有着广泛的应用前景。

三元材料具有克容量高、工作电压平台高、成本低及对环境毒性小等优点，但其制备过程及锂离子电池性能存在若干缺陷，例如：(1)在三元材料锂离子电池工业化生产过程中向其单体注入电解液后，需要搁置渗透30小时以上，才能保证注入到壳体的电解液完全渗透电极极片，电解液在电极极片中的渗透时间长，该环节生产经济性低；(2)三元材料锂离子电池的安全性及高倍率循环，寿命短。

锂离子电池在充、放电过程中，锂离子快速从正极脱出，进入电解液，然后穿过隔膜，进入负极进行嵌锂，大量锂离子的迁移要求电解液具有较高的动力学性能，使锂离子在传质过程中具有更小的传质阻力，因此需要电解液具有更好的浸润性、更低的粘度以及更低的锂离子传输阻力。所以，解决三元材料锂离子电池存在的上述部分问题，有必要从电解液方面寻找合理的解决方案。为实现此目的，本领域技术人员普遍采用低粘度高电导率的溶剂搭配高锂盐浓度的技术方案，然而，这种技术方案虽然能够改善电解液的动力学性能，但是会使电池的倍率性能变差，也不利于电池的循环寿命。

发明内容

本申请提供了一种三元材料锂离子电池电解液及配制方法，以解决现采用现有电解液的三元材料锂离子电池在经过多次高倍率充放电制度循环后容量保持率较低，电池寿命短的问题。

本申请第一方面示出一种三元材料锂离子电池电解液，所述电解液包括：锂盐，碳酸酯类化合物、添加剂及离子液体；

所述锂盐的质量分数为：8.0％～13.0％；

所述碳酸酯类化合物的质量分数为：50.0％～70.0％；

所述添加剂的质量分数为：3.0％～7.0％；

所述离子液体的质量分数为：20.0％～30.0％。

进一步，所述三元材料包括：LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiNi_0.4Co_0.2Mn_0.4O₂、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂中的一种或几种。

进一步，所述锂盐包括：六氟磷酸锂、四氟硼酸锂中的一种或两种。

进一步，所述碳酸酯类化合物为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丁酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸乙丁酯、含氟碳酸酯的一种或几种。

进一步，所述含氟碳酸酯的结构式为：