[发明专利]一种双离子电池低温型电解液以及一种双离子电池

说明书

本发明提供了一种双离子电池低温型电解液，包括电解质和有机溶剂；所述有机溶剂由乙酸甲酯和碳酸丙烯酯组成。本发明提供的低温型电解液，原料制备简单，易于获取，成本低廉。乙酸甲酯拥有较高的电导率，离子运动较快，为低温下离子传输奠定了基础。碳酸丙烯酯凭借超高的介电常数，进一步提高了乙酸甲酯和碳酸丙烯酯混合电解液的电导率，从而使离子运动大幅增强。所以在乙酸甲酯中引入适量碳酸丙烯酯，避免了乙酸甲酯被氧化分解，大大改善了电池在低温下的循环性能。特别在3mol/L溶液中，90％乙酸甲酯和10％碳酸丙烯酯的电池性能明显优于纯乙酸甲酯，容量保持在45mAh g^‑1，制备的双离子电池可以应用在极寒恶劣的环境中。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种双离子电池低温型电解液以及一种双离子电池。

背景技术

双离子电池是一种绿色、安全、稳定的新型储能器件，具有广泛的应用前景。由于其工作原理的特殊性，电解液的类型能直接决定双离子电池的功能。所以，为适应不同环境的需要，开发新的电解液迫在眉睫。

尤其是在温度较低的冬季或者在极寒恶劣地区，电解液冻结以及电池容量退化等问题令研究者们束手无策，目前尚无较好的解决方法。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种双离子电池低温型电解液以及一种双离子电池，制备的双离子电池在低温下仍具有较高的容量。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种双离子电池低温型电解液，包括电解质和有机溶剂；

所述有机溶剂由乙酸甲酯(MA)和碳酸丙烯酯(PC)组成。

研究表明，乙酸甲酯不仅有较低的凝固点-98℃，还具有高的电导率20.4 mS cm^-1，非常适合作为低温电解液。但是乙酸甲酯容易在充放电过程中氧化分解，进而影响双离子电池在低温下的电容量。

碳酸丙烯酯能够弥补乙酸甲酯的上述不足。由于碳酸丙烯酯结构呈环状，黏度较大，电导率并不高，而乙酸甲酯反过来可以弥补以上不足。本发明提供的上述双组分电解液可以将乙酸甲酯和碳酸丙烯酯各自的优点发挥到最大，并能使电池性能得到最大限度的优化。

本发明大大降低了成本，为大规模商业化应用提供了可能。还巧妙的解决了电池低温难题，使电池在低温下仍具有可观的容量，为以后电池的发展开辟了新的道路

本发明优选的，所述乙酸甲酯占所述有机溶剂的体积百分比为0.1％～99.9％；所述碳酸丙烯酯占所述有机溶剂的体积百分比为99.9％～0.1％。

进一步优选的，所述乙酸甲酯占所述有机溶剂的体积百分比为40％～99.9％；所述碳酸丙烯酯占所述有机溶剂的体积百分比为0.1％～60％。

更优选的，所述乙酸甲酯占所述有机溶剂的体积百分比为60％～99.9％；所述碳酸丙烯酯占所述有机溶剂的体积百分比为0.1％～40％。

最优选的，所述乙酸甲酯占所述有机溶剂的体积百分比为80％～99.9％；所述碳酸丙烯酯占所述有机溶剂的体积百分比为0.1％～20％。

在本发明的一些具体实施例中，所述乙酸甲酯占所述有机溶剂的体积百分比为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％，或者以上述体积百分比为上限或下限的范围值。

本发明对所述电解质没有特别限制，以本领域技术人员熟知的能够用于此类电池和有机溶剂中的电解质即可，本发明优选为锂盐，所述锂盐更具体优选为六氟磷酸锂。

本发明采用锂盐作为电解质，特别是六氟磷酸锂，其在上述有机溶液中溶解度高、解离度高、阴离子半径小，确保了高电导率，增强了离子传输。

本发明对所述锂盐的浓度没有特殊限制，本领域技术人员可以根据实际情况、产品性能以及质量要求进行调整。