一種用于圓柱功率型鋰離子電池的低溫電解液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于裡離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于圓柱功率型裡離子電池的低 溫電解液。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池因具有高工作電壓、大能量密度、長循環(huán)壽命等一系列優(yōu)點，迅速成為 二次電池的發(fā)展趨勢。目前，裡離子電池廣泛應(yīng)用于移動式通訊設(shè)備和便攜式電子設(shè)備，并 且在航空、國防、軍工等特殊領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景?？沙潆姷亩窝e離子電池已成為克服 能源危機、資源短缺、環(huán)境污染等問題的重要可再生能源。
[0003] 然而，相對較窄的工作溫度范圍成為制約裡離子電池發(fā)展的重要因素。北歐、北 美、南極等高寒地區(qū)，W及水下、高空等極端低溫環(huán)境，都對裡離子電池的低溫性能提出了 很高的要求，運一點對于功率型裡離子電池來說尤其明顯，例如電動工具電池、汽車啟停電 源電池等等。功率型裡離子電池需要W超過20C的大倍率進行連續(xù)放電，在低溫環(huán)境下進 行連續(xù)放電的初始階段，由于電池溫度還未能因為放電而充分升高，低溫下材料的極化、電 解液電導(dǎo)率的下降等問題會導(dǎo)致放電初始階段的電壓下扎問題相當(dāng)嚴重，如果低于用電器 的截止電壓，會導(dǎo)致電池?zé)o法放電。同時，功率型電池在循環(huán)過程中需要W大倍率進行充 電，低溫環(huán)境易造成充電過程中金屬裡在負極的析出，不但損失容量，還會帶來一系列安全 隱患。因此，在不損失功率型裡離子電池高溫性能的前提下，提升電池的低溫性能，是擴大 裡離子電池應(yīng)用領(lǐng)域的重要研究方向。
[0004] 電解液是影響電池低溫性能的重要因素。對于圓柱型功率電池而言，出于其結(jié)構(gòu) 的原因，對產(chǎn)氣鼓脹問題并不敏感，因此電解液溶劑主要W碳酸二甲醋值MC)、碳酸二乙醋 值EC)、碳酸甲乙醋（EMC)、碳酸乙締醋巧C)、碳酸丙締醋（PC)等鏈狀及環(huán)狀碳酸醋類為主， 電解質(zhì)鹽選用六氣憐酸裡化iPFe)。如果能在溶劑中通過添加劑的作用，使得電解液具有 形成低阻抗沈I膜和低溫下電導(dǎo)率高等作用，則可W讓圓柱型功率電池在成本沒有明顯變 化，W及在不損失常溫和高溫性能的同時，使得低溫性能得到顯著的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種用于圓柱功率型裡離子電池 的低溫電解液。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種用于圓柱功率型裡離子電池的低溫電解液，按質(zhì)量百分比計，包括W下各組 份： 陽00引組分A:電解質(zhì)裡鹽15 % - 20 % ; W09] 組分B:有機溶劑80% -85% ;
[0010] 組分C:添加劑，該添加劑占組份A與組分B總質(zhì)量的2%-8% ;
[0011] 所述添加劑是氣代碳酸醋添加劑和含棚類添加劑的混合物，其中氣代碳酸醋添 加劑為氣代碳酸乙締醋FEC，含棚類添加劑選自二氣草酸棚酸裡LiODFB、二草酸棚酸裡LiBOB、S甲基硅烷棚酸醋TMSB的一種或兩種； 陽〇1引 該電解液在-20°C到-10°C下的電導(dǎo)率在2. 73mS/cm到4. 14mS/cm之間；
[0013] 使用上述配方電解液的圓柱型功率電池，在-20°C下20C連續(xù)放電的下扎電壓不 低于1. 8V，(TC下2C充電8C放電循環(huán)200次的放電能量保持率不低于80%。
[0014] 其中，所述電解質(zhì)裡鹽是六氣憐酸裡Li化;所述有機溶劑是碳酸二甲醋DMC、碳酸 甲乙醋EMC、碳酸乙締醋EC、碳酸丙締醋PC的混合物。
[0015] 作為優(yōu)選，所述碳酸二甲醋DMC、碳酸甲乙醋EMC、碳酸乙締醋EC、碳酸丙締醋PC的 質(zhì)量比約是6 :1. 5 :1. 5 :1。
[0016] 作為優(yōu)選，所述添加劑是二氣草酸棚酸裡LiODFB或二草酸棚酸裡LiBOB的一種與 氣代碳酸乙締醋陽CW及S甲基硅烷棚酸醋TMSB的S元混合物。
[0017] 作為優(yōu)選，所述二氣草酸棚酸裡LiODFB或二草酸棚酸裡LiBOB的一種占組份A與 組分B總質(zhì)量的1%- 2%，氣代碳酸乙締醋陽C占組份A與組分B總質(zhì)量的1.5%- 5% W及S甲基硅烷棚酸醋TMSB占組份A與組分B總質(zhì)量的0. 5% - 1 %。
[0018] 本發(fā)明是通過氣代碳酸醋添加劑和含棚類添加劑，使得電解液具有形成低阻抗 SEI膜和低溫下電導(dǎo)率高等作用，從而提高低溫下裡離子在活性材料與電解液界面之間W 及電解液中的遷移能力，解決了低溫大倍率連續(xù)放電時放電初始階段電壓下扎過大，W及 低溫大倍率充放循環(huán)時能量保持率下降過快等問題。
[0019] 圓柱功率型電池的常溫性能和高溫性能包括25°C常溫循環(huán)（1. 5Ah的圓柱型功率 電池要求4A充電30A放電）、60°C高溫存儲、倍率。采用該設(shè)計方案的電解液可W讓圓柱功 率型電池在成本沒有明顯變化，W及在不損失上述的常溫和高溫性能的同時，顯著改善低 溫放電和低溫循環(huán)等低溫性能。
【附圖說明】
[0020] 圖1所示為采用實施例中電解液的電池與采用對比例中電解液的電池的常溫循 環(huán)性能對比；
[0021] 圖2所示為采用實施例中電解液的電池的60°C高溫存儲數(shù)據(jù)；
[0022] 圖3所示為采用對比例中電解液的電池倍率放電數(shù)據(jù)；
[0023] 圖4所示為采用實施例中電解液的電池倍率放電數(shù)據(jù)；
[0024] 圖5所示為采用實施例中電解液的電池與采用對比例中電解液的電池-20°C時低 溫放電在放電初始階段電壓下扎的對比；
[0025] 圖6所示為采用實施例中電解液的電池與采用對比例中電解液的電池0°C時低溫 循環(huán)對比。
[0026] 圖7所示為采用實施例中電解液的電池與采用對比例中電解液的電池SEI膜阻抗 對比。
【具體實施方式】
[0027] 下面，結(jié)合實例對本發(fā)明的實質(zhì)性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本發(fā)明并不局 限于所列的實施例。 陽02引 1、實施例1 :
[0029]將六氣憐酸裡化iPF6)、碳酸二甲醋值MC)、碳酸甲乙醋（EMC)、碳酸乙締醋巧C)、 碳酸丙締醋（PC)W質(zhì)量分數(shù)16%、55%、10%、10%、9%混合均勻，做成無添加劑的電解 液，在此基礎(chǔ)上添加占該無添加劑的電解液質(zhì)量分數(shù)為5%的氣代碳酸乙締醋（FEC)、占該 無添加劑的電解液質(zhì)量分數(shù)為1. 0%的二氣草酸棚酸裡化iODFB)、占該無添加劑的電解液 質(zhì)量分數(shù)為1. 0%的S甲基硅烷棚酸醋燈MSB)。
[0030] 經(jīng)在1. 5Ah圓柱功率型電池上測試，基于上述實施例配方所得的電解液中，電池 在-20°C下30A連續(xù)放電的下扎電壓是不低于1.90V，(TC下3A充電IOA放電循環(huán)200次的 放電能量保持率不低于90%。 陽03U 2、實施例2:
[0032]將六氣憐酸裡化iPF6)、碳酸二甲醋值MC)、碳酸甲乙醋（EMC)、碳酸乙締醋巧C)、 碳酸丙締醋（PC)W質(zhì)量分數(shù)16%、55%、5%、15%、9%混合均勻，做成無添加劑的電解液， 在此基礎(chǔ)上添加占該無添加劑的電解液質(zhì)量分數(shù)為5%的氣代碳酸乙締醋（FEC)、占該無 添加劑的電解液質(zhì)量分數(shù)為1. 0%的二氣草酸棚酸裡化iODFB)、占該無添加劑的電解液質(zhì) 量分數(shù)為1. 0%的S甲基硅烷棚酸醋（TMSB)。
[0033] 經(jīng)在1. 5Ah圓柱功率型電池上測試，基于上述實施例配方所得的電解液中，電池 在-20°C下30A連續(xù)放電的下扎電壓是不低于1. 83V，0°C下3A充電IOA放電循環(huán)200次的 放電能量保持率不低于90%。
[0034] 3、實施例 3:
[0035]將六氣憐酸裡化iPF6)、碳酸二甲醋值MC)、碳酸甲乙醋（EMC)、碳酸乙締醋 (EC)、碳酸丙締醋（PC)W質(zhì)量分數(shù)16 %、55 %、10 %、10 %、9 %混合均勻，做成無添加劑 的電解液，在此基礎(chǔ)上添加占該無添加劑的電解液質(zhì)量分數(shù)為1.0%的二氣草酸棚酸裡 (LiODFB)、占該無添加劑的電解液質(zhì)量分數(shù)為0. 5%的S甲基硅烷棚酸醋（TMSB)。
[0036] 經(jīng)在1. 5Ah圓柱功率型電池上測試，基于上述實施例配方所得的電解液中，電池 在-20°C下30A連續(xù)放電的下扎電壓是不低于1. 90V，0°C下3A充電IOA放電循環(huán)200次的 放電能量保持率不低于90%。
[0037] 4、實施例 4:
[0038]將六氣憐酸裡化iPF6)、碳酸二甲醋值MC)、碳酸甲乙醋（EMC)、碳酸乙締醋巧C)、 碳酸丙締醋（PC)W質(zhì)量分數(shù)1