[发明专利]一种适用于快充体系的电解液及包含该电解液的锂离子圆柱电池

说明书

本发明公开了一种适用于快充体系的电解液及包含该电解液的锂离子圆柱电池。本发明的电解液的添加剂包括成膜添加剂、高温添加剂和低温添加剂；其中，所述成膜添加剂包括氟代碳酸乙烯酯FEC、碳酸亚乙烯酯VC、丁二腈SN和甲烷二磺酸亚甲酯MMDS的组合；所述高温添加剂为1,3‑丙烷磺内酯PS或丙烯基‑1,3‑磺酸内酯PST中的任意一种；所述低温添加剂为硫酸乙烯酯DTD。本发明的电解液适用于快充体系的锂离子圆柱电池，能够显著提高电池高倍率下的快充循环性能，同时兼具良好的高低温性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种电解液及包含该电解液的锂离子电池，尤其涉及一种适用于快充体系的电解液及包含该电解液的锂离子圆柱电池。

背景技术

锂离子电池由于工作电压高、能量密度高、循环寿命长和对环境友好等优点，被广泛用于3C数码产品、电动汽车和军事航天等领域。随着智能数码产品的普及与应用、新能源汽车的广泛应用，人们对电池的快速充电性能的需求更为迫切。影响快速充电的因素是多方面的，包括正负极材料以及电解液的设计等，其中，电解液的性能对快速充放电有关键影响。

目前，适合快充体系的体系的锂离子圆柱电池电解液存在以下问题：1.电池循环寿命短，特别是大倍率充放电循环时，容易在负极片表面出现析锂的情况，富集的金属锂会进一步消耗电解液，从而使得电池的寿命衰减加剧。2.高温存储性能有待提高。

目前在市场上的圆柱倍率性电池只能达到1C或者2C充电，而能够达到3C、4C充放电的循环体系几乎不可见。随着市场对快充性能的需求，需要开发更3C充电或者是更高的满足快充循环的圆柱电芯。

CN 105845984 A公开了一种锂离子电池电解液及使用该电解液的锂离子电池。该电解液包括锂盐、非水性有机溶剂和添加剂，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、腈类化合物和具有特定结构的化合物构成，该电解液在高压条件下，具有浸润效果良好、快充性能优异，且兼具循环寿命长和高温存储膨胀率低的综合性能，但是其在85℃存储6h后，剩余容量均在90％以下，高温存储性能有待进一步提高。

因此，有必要开发一种能够显著提高锂离子圆柱电池高倍率下的快充循环性并兼具高低温性能的电解液。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于快充体系的电解液及包含该电解液的锂离子圆柱电池。本发明的电解液能够显著提高电池高倍率下的快充循环性能，同时兼具电解液良好的高低温性能。

第一方面，本发明提供一种电解液，所述电解液的添加剂包括成膜添加剂、高温添加剂和低温添加剂；

其中，所述成膜添加剂包括以下添加剂种类的氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、丁二腈(SN)和甲烷二磺酸亚甲酯(MMDS)的组合；

所述高温添加剂为1,3-丙烷磺内酯(PS)或丙烯基-1,3-磺酸内酯(PST)中的任意一种；

所述低温添加剂为硫酸乙烯酯(DTD)。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

优选地，所述电解液的添加剂由成膜添加剂、高温添加剂和低温添加剂组成。此优选技术方案是封闭式的组成，即所述电解液中只含有本发明所述的成膜添加剂、高温添加剂和低温添加剂，在这种条件下更有利于提升本发明所述电解液性能，改善锂离子电池的快充循环性能以及高低温性能。

优选地，以所述电解液的总质量为100％，所述添加剂的质量分数为3％～10％，例如3％、4％、5％、6％、6.5％、7％、8％、9％或10％等。

作为本发明所述电解液的优选技术方案，以所述电解液的总质量为100％计，所述成膜添加剂中各组分的质量分数如下：