本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種非水電解液及鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池以其高電壓、高比能量、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)在化學(xué)電源領(lǐng)域占有重要地位，目前，鋰離子電池主要作為便攜式電源在電子產(chǎn)品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著新能源汽車、風(fēng)能太陽(yáng)能儲(chǔ)能、智能電網(wǎng)能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域巨大的應(yīng)用市場(chǎng)逐步明朗化，動(dòng)力鋰離子電池受到了空前的關(guān)注，同時(shí)對(duì)鋰離子電池的要求也越來(lái)越高。提高鋰離子電池的循環(huán)和倍率性能、改善鋰離子電池的存儲(chǔ)性能成為目前鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
電解液作為鋰離子電池不可或缺的組成部分，與鋰離子電池的發(fā)展和進(jìn)步息息相關(guān)，因此，提供一種能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和存儲(chǔ)性能的電解液尤為重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種非水電解液及鋰離子電池，所述非水電解液應(yīng)用在鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和高溫存儲(chǔ)性能。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一方面，本發(fā)明提供了一種非水電解液，其包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑以及添加劑。所述添加劑包括硫酸二氟硼酸鋰(libf2so4)以及環(huán)狀硫酸酯化合物，所述環(huán)狀硫酸酯化合物為含有-o-so2-o-基團(tuán)的環(huán)狀化合物。
在本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，其包括根據(jù)本發(fā)明一方面所述的非水電解液。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：
本發(fā)明的非水電解液包括硫酸二氟硼酸鋰以及環(huán)狀硫酸酯化合物，當(dāng)應(yīng)用在鋰離子電池中后，能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能、倍率性能以及低溫放電性能，同時(shí)改善鋰離子電池的析鋰和高溫存儲(chǔ)性能。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的非水電解液及鋰離子電池。
首先說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一方面的非水電解液。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的非水電解液包括鋰鹽、非水有機(jī)溶劑以及添加劑。所述添加劑包括硫酸二氟硼酸鋰(libf2so4)以及環(huán)狀硫酸酯化合物，所述環(huán)狀硫酸酯化合物為含有-o-so2-o-基團(tuán)的環(huán)狀化合物。-o-so2-o-基團(tuán)可位于環(huán)狀硫酸酯化合物的環(huán)上。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，硫酸二氟硼酸鋰可以優(yōu)先于非水有機(jī)溶劑在負(fù)極界面發(fā)生還原分解，生成熱穩(wěn)定性更好、離子電導(dǎo)率更高的sei膜，但是硫酸二氟硼酸鋰還原生成的sei膜是無(wú)機(jī)成分較多的剛性膜，在負(fù)極活性材料膨脹過(guò)程中剛性膜容易發(fā)生破裂。環(huán)狀硫酸酯化合物可以在正極表面發(fā)生氧化分解，生成一層致密穩(wěn)定的保護(hù)膜，有效抑制非水電解液的進(jìn)一步氧化分解，改善鋰離子電池的存儲(chǔ)性能，同時(shí)環(huán)狀硫酸酯化合物會(huì)在負(fù)極表面發(fā)生電化學(xué)還原和開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)，生成一層有機(jī)成分較多的致密彈性膜，不利于鋰離子的遷移。將環(huán)狀硫酸酯化合物和硫酸二氟硼酸鋰結(jié)合使用，可在負(fù)極表面生成一層復(fù)合膜，該復(fù)合膜層同時(shí)兼具二者的優(yōu)點(diǎn)，不僅有利于鋰離子的遷移同時(shí)不易破裂，從而有效改善鋰離子電池的析鋰、倍率性能和低溫放電性能；再者，環(huán)狀硫酸酯化合物還可以有效保護(hù)正極界面，從而提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能和高溫存儲(chǔ)性能。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，所述環(huán)狀硫酸酯化合物選自下述式1至式7所示的化合物中的一種或幾種；其中，r11、r12、r13、r14、r21、r22、r23、r24、r25、r26、r31、r32、r33、r34、r35、r36、r37、r38、r41、r42、r43、r44、r51、r52、r53、r54、r55、r56、r61、r62、r63、r64、r65、r66、r67、r68、r70、r71、r72、r73、r74、r75、r76、r77、r78、r79(在 下面的描述中，簡(jiǎn)稱為r11～r79)各自獨(dú)立地選自h、f、cl、br、i、氰基、羧基、磺酸基、碳原子數(shù)為1～20的烷烴基、碳原子數(shù)為2～20的不飽和烴基中的一種，且烷烴基、不飽和烴基可被f、cl、br、i中的一種或幾種部分取代或全部取代。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，優(yōu)選地，所述環(huán)狀硫酸酯化合物選自式1、式2、式4、式5所示的化合物中的一種或幾種。
當(dāng)r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為1～20的烷烴基時(shí)，烷烴基的具體種類并不受到具體的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇，例如鏈狀烷烴基和環(huán)狀烷烴基均可。其中鏈狀烷烴基又包括直鏈烷烴基和支鏈烷烴基；另外，環(huán)狀烷烴基上可以有取代基，也可以不含有取代基。優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自直鏈烷烴基。
優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為1～10的烷烴基，進(jìn)一步優(yōu) 選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為1～5的烷烴基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為1～3的烷烴基。
具體地，r11～r79各自獨(dú)立地選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、環(huán)丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、環(huán)戊基、正己基、異己基、環(huán)己基、庚基、環(huán)庚基、辛基、環(huán)辛基、壬基、癸基、十一烷烴基、十二烷烴基、十三烷烴基、十四烷烴基、十五烷烴基、十六烷烴基、十七烷烴基、十八烷烴基、十九烷烴基、二十烷烴基中的一種。
當(dāng)碳原子數(shù)為1～20的烷烴基被f、cl、br、i中的一種或幾種部分取代或全部取代時(shí)，鹵原子的取代個(gè)數(shù)及其取代位置并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。例如，鹵原子取代的個(gè)數(shù)可為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)。當(dāng)鹵原子取代的個(gè)數(shù)為2個(gè)以上時(shí)，鹵原子的種類可以相同，也可以完全不同，又或者是所選取的鹵原子的種類部分相同。優(yōu)選地，碳原子數(shù)為1～20的烷烴基被f、cl中的一種或兩種部分取代或全部取代。
具體地，r11～r79各自獨(dú)立地選自下述化合物中的一種；其中，x為f、cl、br、i中的一種。
當(dāng)r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為2～20的不飽和烴基時(shí)，不飽和烴基的具體種類并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。優(yōu)選地，不飽和烴基選自烯烴基或炔烴基。其中，不飽和烴基中不飽和鍵的個(gè)數(shù)以及不飽和鍵的位置并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。例如，不飽和鍵的個(gè)數(shù)可為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)。優(yōu)選地，不飽和鍵位于不飽和烴基的 末端，即遠(yuǎn)離不飽和烴基與環(huán)相連接的位置的一端。當(dāng)不飽和鍵的個(gè)數(shù)為1個(gè)時(shí)，優(yōu)選地，不飽和鍵位于不飽和烴基的末端。例如，當(dāng)不飽和烴基的碳原子數(shù)大于等于3時(shí)，不飽和鍵兩端的碳原子均不與環(huán)連接。
優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為2～10的不飽和烴基，進(jìn)一步優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為2～5的不飽和烴基，更進(jìn)一步優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自碳原子數(shù)為2～3的不飽和烴基。
具體地，r11～r79各自獨(dú)立地選自-ch＝ch2、-ch2-ch＝ch2、-ch2ch2-ch＝ch2、-ch2ch2ch2-ch＝ch2、-c≡ch、——h2c-c≡ch、-ch2ch2-c≡ch、——h2ch2ch2c-c≡ch、-ch＝ch-ch＝ch2中的一種。
當(dāng)碳原子數(shù)為2～20的不飽和烴基被f、cl、br、i中的一種或幾種部分取代或全部取代時(shí)，鹵原子的取代個(gè)數(shù)及其取代位置并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。例如，鹵原子取代的個(gè)數(shù)可為1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)。當(dāng)鹵原子取代的個(gè)數(shù)為2個(gè)以上時(shí)，鹵原子的種類可以相同，也可以完全不同，又或者是所選取的鹵原子的種類部分相同。優(yōu)選地，碳原子數(shù)為2～20的不飽和烴基被f、cl中的一種或兩種部分取代或全部取代。
具體地，r11～r79各自獨(dú)立地選自下述化合物中的一種；其中，x為f、cl、br、i中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自h、f、cl、碳原子數(shù)為1～10的烷烴基、碳原子數(shù)為2～10的不飽和烴基中的一種，且烷烴基、不飽和烴基可被f、cl中的一種或幾種部分取代或全部取代。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，進(jìn)一步優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自h、碳原子數(shù)為1～5的烷烴基、碳原子數(shù)為2～5的不飽和烴基中的一種，且烷烴基、不飽和烴基可被f、cl中的一種或幾種部分取代或全部取代。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，更進(jìn)一步優(yōu)選地，r11～r79各自獨(dú)立地選自h、碳原子數(shù)為1～3的烷烴基、碳原子數(shù)為2～3的烯烴基、碳原子數(shù)為2～3的炔烴基中的一種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，具體地，所述環(huán)狀硫酸酯化合物選自下述化合物中的一種或幾種；r11～r79位置處對(duì)應(yīng)的取代基(包括烷烴基、不飽和烴基)還可被f、cl、br、i中的一種或幾種部分取代或全部取代(具體的取代后的化合物未示出)；
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，所述環(huán)狀硫酸酯化合物的含量為所述非水電解液的總重量的0.01％～3％。若環(huán)狀硫酸酯化合物的含量過(guò)低，將非水電解液應(yīng)用到鋰離子電池中后，鋰離子電池的高溫循環(huán)和存儲(chǔ)性能基本得不到改善。當(dāng)環(huán)狀硫酸酯化合物的含量過(guò)高時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致非水電解液在極片表面形成較厚的固體電解質(zhì)界面(sei)膜，導(dǎo)致阻抗增大，鋰離子電池的動(dòng)力學(xué)性能變差。優(yōu)選地，所述環(huán)狀硫酸酯化合物的含量為所述非水電解液的總重量的0.15％～2.5％。更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述環(huán)狀硫酸酯化合物的含量為所述非水電解液的總重量的0.3％～1.5％。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，所述硫酸二氟硼酸鋰的含量為所述非水電解液的總重量的0.05％～8％。若libf2so4的含量過(guò)低，將非水電解液應(yīng)用到鋰離子電池中后，鋰離子電池的析鋰、低溫放電性能、倍率性能和存儲(chǔ)性能無(wú)明顯改善。若libf2so4的含量過(guò)高，非水電解液的電導(dǎo)率會(huì)下降，使得鋰離子電池的動(dòng)力學(xué)性能變差。優(yōu)選地，所述硫酸二氟硼酸鋰的含量為所述非水電解液的總重量的0.15％～6％。更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述硫酸二氟硼酸鋰的含量為所述非水電解液的總重量的0.2％～2.5％。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，所述鋰鹽的具體種類并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。優(yōu)選地，所述鋰鹽選自六氟磷酸鋰(lipf6)、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(lin(cf3so2)2，簡(jiǎn)寫(xiě)為litfsi)、高氯酸鋰(liclo4)、六氟砷酸鋰(liasf6)、雙草酸硼酸鋰(lib(c2o4)2，簡(jiǎn)寫(xiě)為libob)和三氟甲烷磺酸鋰(licf3so3)中的一種或幾種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，所述鋰鹽的含量并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇添加。優(yōu)選地，所述鋰鹽在非水電解液中的摩爾濃度為0.5mol/l～2mol/l。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述鋰鹽在非水電解液中的摩爾濃度為0.9mol/l～1.3mol/l。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，所述非水有機(jī)溶劑的具體種類并沒(méi)有特別的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。所述非水有機(jī)溶劑可包括任意種類的碳酸酯、羧酸酯，碳酸酯可包括環(huán)狀碳酸酯或者鏈狀碳酸酯。所述非水有機(jī)溶劑還可包括碳酸酯的鹵代化合物。具體地，所述非水有機(jī)溶劑選自碳酸亞乙酯(ec)、碳酸亞丙酯(pc)、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯、γ-丁內(nèi)酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、四氫呋喃中的一種或幾種。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液中，非水電解液的制備方法并沒(méi)有特別的限制，可按照常規(guī)方法制備，只要將非水電解液中的物料混合均勻即可。例如，將鋰鹽、硫酸二氟硼酸鋰、環(huán)狀硫酸酯化合物加入到非水有機(jī)溶劑中進(jìn)行混合，獲得非水電解液。其中，各物料的添加順序并沒(méi)有特別的限制。例如，先將鋰鹽加入到非水有機(jī)溶劑中，然后將硫酸二氟硼酸鋰和環(huán)狀硫酸酯化合物共同加入進(jìn)行混合，獲得非水電解液。
其次說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二方面的鋰離子電池，其包括根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的非水電解液。
根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的鋰離子電池包括正極片、負(fù)極片、隔離膜以及非水電解液。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的鋰離子電池中，所述正極片包括正極集流體和位于所述正極集流體上的正極活性物質(zhì)層，其中，所述正極活性物質(zhì)層包括正極活性材料、粘接劑和導(dǎo)電劑。所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體和設(shè)置于 所述負(fù)極集流體上的負(fù)極活性物質(zhì)層，其中，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括負(fù)極活性材料、粘接劑和導(dǎo)電劑。所述隔離膜位于正極片和負(fù)極片之間。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的鋰離子電池中，正極集流體、正極活性材料、負(fù)極集流體、負(fù)極活性材料、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑以及隔離膜的具體種類均不受到具體的限制，均為常規(guī)原料，可根據(jù)需求進(jìn)行選擇。具體的，正極活性材料可選自鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰和鋰鎳錳鈷三元材料中的一種或幾種；正極集流體可為鋁箔；負(fù)極活性材料可選自金屬鋰、天然石墨、人造石墨、中間相微碳球(簡(jiǎn)寫(xiě)為mcmb)、硬碳、軟碳、硅、硅-碳復(fù)合物、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰化tio2-li4ti5o12、li-al合金中的一種或幾種；負(fù)極集流體可為銅箔；粘結(jié)劑可選自聚偏氟乙烯(pvdf)、丁苯橡膠(sbr)和羧甲基纖維素鈉(cmc)中的一種或幾種；導(dǎo)電劑可選自超導(dǎo)碳、乙炔黑、碳納米管、石墨烯和碳納米纖維中的一種或幾種；隔離膜可選自聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯以及上述聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯的多層復(fù)合膜。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的鋰離子電池中，鋰離子電池的制備方法在本領(lǐng)域中是公知的，可以按現(xiàn)有的鋰離子電池制備方法制造本申請(qǐng)所提供的鋰離子電池。
下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。其中，所述環(huán)狀硫酸酯化合物和硫酸二氟硼酸鋰的來(lái)源均不受到特別的限制，均可通過(guò)商購(gòu)獲得或是按照常規(guī)方法進(jìn)行合成獲得，其中硫酸二氟硼酸鋰的合成參考2014年1月1日公開(kāi)的專利文獻(xiàn)cn103490070a。
在下述實(shí)施例中，所使用到的試劑、材料以及儀器如沒(méi)有特殊的說(shuō)明，均可商購(gòu)獲得。
為了便于說(shuō)明，在下述實(shí)施例中用到的添加劑簡(jiǎn)寫(xiě)如下：
(1)正極片制備
將正極活性材料鈷酸鋰(licoo2)、粘結(jié)劑聚偏氟乙烯、導(dǎo)電劑乙炔黑按照質(zhì)量比98:1:1進(jìn)行混合，加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)，在真空攪拌機(jī)作用下攪拌至體系成均一透明狀，獲得正極漿料；將正極漿料均勻涂覆于厚度為12μm的鋁箔上；將鋁箔在室溫晾干后轉(zhuǎn)移至120℃烘箱干燥1h，然后經(jīng)過(guò)冷壓、分切得到正極片。
(2)負(fù)極片制備
將負(fù)極活性材料人造石墨、增稠劑羧甲基纖維素鈉、粘結(jié)劑丁苯橡膠按照質(zhì)量比98:1:1進(jìn)行混合，加入去離子水，在真空攪拌機(jī)作用下獲得負(fù)極漿料；將負(fù)極漿料均勻涂覆在厚度為8μm的銅箔上；將銅箔在室溫晾干后轉(zhuǎn)移至120℃烘箱干燥1h，然后經(jīng)過(guò)冷壓、分切得到負(fù)極片。
(3)非水電解液制備
非水有機(jī)溶劑為含有碳酸亞乙酯(ec)、碳酸亞丙酯(pc)和碳酸二乙酯(dec)的混合液，其中，ec、pc和dec的體積比為20:20:60。在含水量<10ppm的氬氣氣氛手套箱中，將充分干燥的鋰鹽溶解于非水有機(jī)溶劑中，然后在非水有機(jī)溶劑中加入添加劑，混合均勻，獲得非水電解液。其中， 鋰鹽的濃度為1mol/l。非水電解液中所用到的鋰鹽的具體種類、添加劑的具體種類以及含量如表1所示。在表1中，添加劑的含量為基于非水電解液的總重量計(jì)算得到的重量百分?jǐn)?shù)。
(4)隔離膜的制備
選用12μm厚的聚丙烯隔離膜。
(5)鋰離子電池的制備
將正極片、隔離膜、負(fù)極片按順序疊好，使隔離膜處于正、負(fù)極片之間起到隔離的作用，再卷繞成方形的裸電芯后，裝入鋁塑膜，然后在80℃下烘烤除水后，注入相應(yīng)的非水電解液、封口，經(jīng)靜置、熱冷壓、化成、夾具、分容等工序后，得到成品的鋰離子電池。
表1實(shí)施例1-20以及對(duì)比例1-6的參數(shù)
注：“-”表示不添加任何物質(zhì)。
接下來(lái)說(shuō)明鋰離子電池的性能測(cè)試。
(1)鋰離子電池的高溫循環(huán)性能測(cè)試
在55℃下，將鋰離子電池在4.4v下恒壓充電至0.05c，并靜置5分鐘，之后以0.5c恒流放電至3.0v，此為一個(gè)充放電循環(huán)過(guò)程，此次的放電容量為鋰離子電池的首次放電容量，之后按照上述循環(huán)條件，分別進(jìn)行40、80、120、160、200、500次充放電循環(huán)。
鋰離子電池n次循環(huán)后的容量保持率(％)＝(第n次循環(huán)的放電容量/首次放電容量)×100％。
表2實(shí)施例1-20以及對(duì)比例1-6的高溫循環(huán)性能測(cè)試結(jié)果
(2)鋰離子電池的倍率性能測(cè)試
在25℃下，將鋰離子電池靜置30分鐘，之后以0.5c恒流充電至4.4v，之后在4.4v下恒壓充電至0.05c，并靜置5分鐘，然后將鋰離子電池分別以0.2c、0.5c、1.0c、1.5c、2.0c的不同倍率放電至3.0v，每次放電結(jié)束之后，再靜置5分鐘，記錄鋰離子電池的放電容量。其中，以0.2c倍率放電時(shí)的放電容量為基準(zhǔn)，分別計(jì)算鋰離子電池在不同放電倍率下的放電容量比。
鋰離子電池的倍率放電容量比(％)＝(相應(yīng)倍率下的放電容量/0.2c倍 率下的放電容量)×100％。
(3)鋰離子電池的低溫放電性能測(cè)試
在25℃下，將鋰離子電池靜置30分鐘，再以0.5c恒流充電至4.4v，之后在4.4v下恒壓充電至0.05c，并靜置5分鐘，然后將鋰離子電池分別在25℃、0℃、-10℃的不同溫度下靜止4h后，均以0.5c以放電至3.0v，每次放電結(jié)束之后，再靜置5分鐘，記錄鋰離子電池的放電容量。以25℃時(shí)的放電容量為基準(zhǔn)，計(jì)算鋰離子電池在不同溫度下的放電容量比。
鋰離子電池在不同溫度下的放電容量比(％)＝(相應(yīng)溫度下的放電容量/25℃時(shí)的放電容量)×100％。
表3實(shí)施例1-20以及對(duì)比例1-6的倍率性能以及低溫放電性能測(cè)試結(jié)果
(4)鋰離子電池的存儲(chǔ)性能測(cè)試
在室溫下，將鋰離子電池以0.5c恒流充電至4.4v，之后恒壓充電至電流為0.05c，然后用1c恒流放電至3v，得到初始放電容量為c0；之后將鋰離子電池以0.5c恒流充電至4.4v，恒壓充電至電流為0.05c，放入60℃的恒溫箱，保溫30天，取出后測(cè)試鋰離子電池的可逆容量，記為c30，鋰離子電池60℃存儲(chǔ)30天后的容量保持率＝(c30-c0)/c0×100％。
采用排水法測(cè)試鋰離子電池的初始體積為v0，然后將鋰離子電池在室溫下以0.5c恒流充電至4.4v，之后恒壓充電至電流為0.05c，放入85℃的恒溫箱，保溫72小時(shí)，取出后測(cè)試鋰離子電池的體積，記為v72h，鋰離子電池85℃存儲(chǔ)72小時(shí)后的體積膨脹率為＝(v72h-v0)/v0×100％。
(5)鋰離子電池的析鋰測(cè)試
將鋰離子電池在12℃下以0.5c恒流充電至4.4v，之后恒壓充電至電流為0.05c，然后用0.5c恒流放電至3v，循環(huán)10次后將鋰離子電池以0.5c恒流充電至4.4v。在干燥房拆開(kāi)鋰離子電池，觀察負(fù)極表面的析鋰情況。
表4實(shí)施例1-20以及對(duì)比例1-6的高溫存儲(chǔ)性能以及析鋰性能測(cè)試結(jié)果
由上述測(cè)試結(jié)果可以得知，實(shí)施例1-20的鋰離子電池的綜合性能得到了明顯提升。
在對(duì)比例2和對(duì)比例3中，單獨(dú)加入2.5％的硫酸二氟硼酸鋰或單獨(dú)加入1.5％的環(huán)狀硫酸酯化合物均不能有效改善鋰離子電池的高溫循環(huán)性能。當(dāng)硫 酸二氟硼酸鋰和環(huán)狀硫酸酯化合物結(jié)合使用時(shí)，鋰離子電池的高溫循環(huán)性能得到明顯的提升。但是當(dāng)硫酸二氟硼酸鋰的含量超過(guò)8％或者環(huán)狀硫酸酯的含量超過(guò)3％時(shí)(對(duì)比例4-6)，鋰離子電池的高溫循環(huán)性能出現(xiàn)惡化。
在對(duì)比例2和對(duì)比例3中，單獨(dú)加入2.5％的硫酸二氟硼酸鋰或單獨(dú)加入1.5％的環(huán)狀硫酸酯化合物均不能有效改善鋰離子電池的倍率性能和低溫放電性能。當(dāng)硫酸二氟硼酸鋰和環(huán)狀硫酸酯化合物結(jié)合使用時(shí)，鋰離子電池的倍率性能和低溫放電性能得到明顯的提升。但是當(dāng)硫酸二氟硼酸鋰的含量超過(guò)8％或者環(huán)狀硫酸酯的含量超過(guò)3％時(shí)(對(duì)比例4-6)，鋰離子電池的倍率性能和低溫放電性能出現(xiàn)惡化。
在對(duì)比例2中，單獨(dú)加入2.5％的硫酸二氟硼酸鋰可以改善負(fù)極表面析鋰情況，但對(duì)鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能改善不明顯。在對(duì)比例3中，單獨(dú)加入1.5％的環(huán)狀硫酸酯化合物可以改善鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能，但不能改善負(fù)極表面的析鋰。當(dāng)硫酸二氟硼酸鋰和環(huán)狀硫酸酯化合物結(jié)合使用時(shí)，鋰離子電池的析鋰和高溫存儲(chǔ)性能均得到明顯的改善。但是當(dāng)硫酸二氟硼酸鋰的含量超過(guò)8％或者環(huán)狀硫酸酯的含量超過(guò)3％時(shí)(對(duì)比例4-6)，雖然可以進(jìn)一步改善鋰離子電池的高溫存儲(chǔ)性能，但是會(huì)惡化負(fù)極表面的析鋰。
根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示，本申請(qǐng)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本申?qǐng)并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本申請(qǐng)的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。