[发明专利]一种高低温兼顾倍率型锂离子电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明公开了一种高低温兼顾倍率型锂离子电池电解液，它以锂盐、主要有机溶剂、辅助有机溶剂、低温添加剂、高温添加剂和纳米陶瓷材料为原料制备而成。所述高低温倍率型锂离子电池电解液，能在保证常温良好循环性能的前提下，有效提升其高倍率放电性能和高低温电解液的电导率，有效拓宽了锂离子电池的应用范围。本发明还提供了一种利用上述高低温兼顾倍率型的锂离子电池电解液制备的锂离子电池，并对正极片和负极片分别设置若干铝箔和铜箔电流输出凸台，可进一步效减小电池内阻并提高大倍率放电性能，所得锂离子电池循环寿命长，既能保证良好的高低温放电性能，又能有效兼顾电池的高倍率放电性能，放电性能优异、适用性广。

技术领域

本发明属于锂离子电池电解液及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高低温兼顾倍率型的锂离子电池电解液及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池自从20世纪90年代商业化使用以来，便以其比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、储存寿命长、无记忆效应、自放电率小、可快速充放电等优点而迅速发展起来，目前，锂离子电池已经广泛应用手机、笔记本电脑、数码相机等电子产品中，还作为动力型电池逐渐在电动自行车、航模、电动汽车上得到广泛使用，特别是在军用领域和航天航空领域，要求锂离子电池能同时具有高低温和高倍率放电性能。

电解液作为锂离子电池的重要组成部分，在电池的充放电过程中，一方面作为连接正负极的桥梁，在正负极之间传递锂离子，起着离子导体的作用；另一方面会直接参与电极表面的反应，生成固体相界面膜(SolidElectrolyte Interface SEI)。因此，电解液的选择对电池的能量、安全性性能、循-环性能、倍率充放电性能有着重要影响。应用于锂离子电池的电解液应当满足以下基本要求：1)在较宽的温度范围内具有较高的离子电导率，保证锂离子较大的迁移数，尽量减少电池在充放电过程中的浓差极化；2)具有较好的热稳定性，保证电池在适当的温度范围内正常工作；3)具有较宽的电化学窗口，保证在0～5V的范围内电化学性质稳定，不会在两极发生显著的副反应；4)安全性能好，具有较高的闪点；5)无毒，环境友好。

电解液作为锂电池中离子传输的载体，对锂离子电池各方面性能的发挥起着至关重要的作用，但目前采用的锂离子电解液不能同时兼顾高低温和高倍率放电性能，一定程度上限制了锂离子电池的应用。因此，开发能具备高低温同时兼顾高倍率放电性能的电解液和锂离子电池具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的是针对上述现有技术的不足，提供一种高低温倍率型锂离子电池电解液及锂离子电池，其组分配比合理，在保证常温良好循环性能的前提下，可有效提升其高倍率放电性能和高、低温条件下电解液的电导率，有效拓宽锂离子电池在高低温环境下的应用范围。

本发明的另一目的是提供一种锂离子电池，采用上述高低温倍率型锂离子电池电解液为电解液，并分别对正极片和负极片的结构进行改进，有效减小电池内阻，进一步促进电池的大倍率放电。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高低温兼顾倍率型锂离子电池电解液，它以锂盐、有机溶剂、辅助有机溶剂、降低低温下表面张力和活化能的低温添加剂、提高电池高温性能的高温添加剂、提高电池的循环性能的纳米陶瓷材料为主要原料混合而成。

上述方案中，所述高低温兼顾倍率型锂离子电池电解液中，各组分及其所占质量百分比包括：锂盐9.0～16.5％，有机溶剂76.0～85.5％，辅助有机溶剂4.0～15.5％，低温添加剂为0.5～1.5％，高温添加剂为1.0～3.0％，纳米陶瓷材料为0.2～2.0％。

上述方案中，所述锂盐为六氟磷酸锂或全氟烷基磺酸酰亚胺。

上述方案中，所述有机溶剂由碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)按1:(0.7～1.35):(0.7～1.1)的体积比混合而成。