[发明专利]一种启停电池电解液及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种启停电池电解液及锂离子电池，包括质量分数为12‑20％的锂盐、质量分数为78‑85％的碳酸酯类有机溶剂、质量分数为1‑3％的功能添加剂，锂盐由以下各组分组成：六氟磷酸锂0.5‑16％、双氟磺酰亚胺锂0.5‑18％，功能添加剂包括以下各组分中的至少两种，各组分占启停电池电解液的质量分数为：碳酸亚乙烯酯0.3‑1.5％、硫酸乙烯酯0.5‑1％、二氟磷酸锂0.5‑1％和二氟双草酸磷酸锂0.1‑0.5％。锂离子电池正极为超级纳米磷酸铁锂LFP，其粒径D50为0.2‑2.0μm，负极为人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳及硬碳中的至少一种。本发明启停电池电解液具有较高的电导率，较低的界面阻抗及较好的热稳定性，电池高低温性能兼顾，具有突出的功率及循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种启停电池电解液及锂离子电池。

背景技术

近年来，我国汽车行业得到了飞速发展，国内汽车保有量也不断提升。面对日益严重的能源与环境危机，国家出台了多项汽车节能减排的法律法规，并明确了2020年乘用车新车平均油耗低至5L/100km的目标限值，而汽车的电动化是最佳技术路线，其中发展48V轻混动力系统的经济性最高。48V混合动力系统可以实现滑行启停、动能回收、辅助加速等功能，节油率为14％―17％，相比于广义混合动力系统，仅需要30％的成本便可实现70％的节能效果。根据THS最新预测显示，到2025年，全球搭载48V混动系统汽车年产量将达到1360万辆，48V混动系统锂电池的市场需求量也将达到10Gwh左右。所以，从2017年开始，很多汽车主机厂和电池厂将目光逐渐转向48V启停系统。

相较于纯电动锂离子电池而言，启停锂离子电池对高低温性能、功率性能及循环寿命的指标和各性能的兼顾提出了更高的要求。因此，除了从电芯设计、正负极材料改性等方面提高电池性能外，48V启停锂离子电池对电解液也提出了更高的要求。启停锂离子电池电解液不光要满足-35℃甚至更低温度下可以进行小倍率充放电的功率要求，还需兼顾45℃下的高温工况循环和60℃甚至更高的高温长期存储。传统的锂离子电池电解液往往难以满足低温与高温、功率与寿命的兼顾，因此开发低阻抗、高电导、高稳定，兼顾电芯高低温性能、功率性能及循环性能的电解液对启停电池的应用发展有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池电解液，应用于磷酸铁锂LFP/石墨材料体系启停锂离子电池，可满足电池在-35℃-60℃宽温程内稳定工作，具有高功率快速充放电性能及长工况循环寿命。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种启停电池电解液，包括质量分数为12-20％的锂盐、质量分数为78-85％的碳酸酯类有机溶剂、质量分数为1-3％的功能添加剂。

本发明的进一步设置为：所述锂盐由以下各组分组成，各组分占启停电池电解液质量分数为：六氟磷酸锂0.5-16％、双氟磺酰亚胺锂0.5-18％。

通过采用上述技术方案，六氟磷酸锂化学式LiPF₆，双氟磺酰亚胺锂化学式LiFSI。

本发明的进一步设置为：所述锂盐各组分占启停电池电解液质量分数为：六氟磷酸锂7-14％、双氟磺酰亚胺锂2-15％。

本发明的进一步设置为：所述碳酸酯类有机溶剂包括以下各组分中的至少两种，各组分占启停电池电解液的质量分数为：碳酸乙烯酯15-30％、碳酸丙烯酯1-5％、碳酸甲乙酯25-60％和碳酸二甲酯5-40％。

通过采用上述技术方案，碳酸乙烯酯EC，碳酸丙烯酯PC，碳酸甲乙酯EMC，碳酸二甲酯DMC。

本发明的进一步设置为：所述碳酸酯类有机溶剂包括三组分或者四组分，三组分占启停电池电解液的质量分数为：碳酸乙烯酯18-25％、碳酸甲乙酯30-45％、碳酸二甲酯15-30％；四组分占启停电池电解液的质量分数为：碳酸乙烯酯18-25％、碳酸丙烯酯1-3％、碳酸甲乙酯30-45％和碳酸二甲酯15-30％。