[发明专利]一种提高三元锂离子电池高温搁置性能的电解液及应用

说明书

本发明公开了一种提高三元锂离子电池高温搁置性能的电解液，该电解液的耐分解温度较高，在电极表面形成的SEI膜更致密，该SEI膜耐高温性能好，不易分解，不易溶解，且具有较高的Li⁺传输速率。从而可以抑制三元锂离子电池在高温、高压下电极/电解液界面副反应，降低可逆/不可逆Li⁺的消耗，提高界面稳定性。三元锂离子电池在改进的电解液中高温储存时具有很高的容量保持率和恢复率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及三元锂离子电池用电解液。

背景技术

新能源汽车取代传统燃油汽车的趋势不可改变，作为新能源汽车主要动为源的锂离子电池是全球目前研究的热点。一般希望用于电动汽车的锂离子电池使用寿命在十年以上。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料，具有单一的α-NaFeO2型层状岩盐结构，非常稳定，经过长期循环之后，晶胞参数基本上不发生变化，晶格结构稳定，是一种高倍率大电流下充放电循环非常理想的锂离子电池正极材料。以镍钴锰三元材料为正极材料的锂离子电池具有良好的安全性能和倍率性能，用于电动车领域备受青睐。而电池在使用过程中经常会遇到低温、高温、高湿等极端环境，如汽车在发动时或者烈日下行驶和放置时车内温度可达到50℃以上，这样的高温环境对电池的性能和使用寿命都是严峻的考验。另一方面，在动力电池包中，单体电池的温度环境不同，单体电池自放电程度的不同，又会影响电池放电容量、电池电压的一致性，结果影响其在动为电池领域的能量发挥和使用过程控制。为了更好的发挥锂离子电池绿色环保和能量密度大等优势，减小其在储存过程中的性能劣化，増加使用寿命。急需深入研究高温条件下电池性能衰减的影响因素及相应的影响机理，提出改善方案，为锂离子电池的广泛应用提供技术支持，确保电池性能的逐步提升。其中，高温下电解液分解，电极/电解液界面副反应是影响电池高温储存性能的关键因素，通过改进电解液组分提高电池的高温搁置性能是一种更为行之有效的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高三元锂离子电池高温搁置性能的电解液，电解液中LiFSI可减少电解液高温分解并优化SEI膜组分；通过优化碳酸乙烯酯的含量可降低SEI膜中可溶性组分含量，提高SEI膜的致密性；电解液中的硝酸根离子可以在电极表面形成快离子导体Li3N膜，从而可以抑制电池高温、高压下电极/电解液界面副反应；电解液中的含硫添加剂会在电极表面形成在高温下不易分解的SEI膜，提高电极/电解液界面稳定性。三元锂离子电池在改进的电解液中具有很好的满电高温储存性能。

为达到上述目的,本发明采用的具体方案如下:

所述提高三元电池高温搁置性能的电解液组成包括：

1.一种或多种锂盐；

所述锂盐浓度为0.8mol/L～3mol/L，优选的是1～2mol/L。

所述锂盐包括以下中的一种或多种：LiPF6,LiBF4,LiClO4,LiAsF6,LiBOB,LiODFB,LiFSI,LiTFSI。其中优选的是LiPF6、LiFSI的混合物,它们的摩尔比为 4/1～1/4。

2.一种或多种酯类溶剂：

所述溶剂包括以下中的一种或多种：碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸甲乙酯，碳酸二甲酯，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸正丁酯，乙酸异丁酯。其中优选的是碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯的混合物。碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯体积比为1/3～4/1，其中优选的是1/1。

3.一种或多种含NO₃^-添加剂：

所述添加剂质量分数为0.1％～5％，优选的是0.2％～1％。