鋰離子電池電解液以及鋰離子電池和電子設備的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種鋰離子電池電解液，包括：溶劑和添加劑；所述溶劑包括：丙酸丙酯；以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意兩種或三種；所述添加劑包括：硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(雙丙腈)醚、1,3?丙基磺酸內酯和氟苯。本發明通過采用上述特定組分的電解液，制備的鋰離子電池，在4.40V或4.45V下使用性能穩定，且能量密度能夠達到750Wh/L以上，循環壽命可以達到800次以上，容量保持率大于80％，顯著提高了新一代高電壓及高能量密度聚合物鋰離子電池的使用壽命。
【專利說明】
鋰離子電池電解液以及鋰離子電池和電子設備
技術領域
[0001] 本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池電解液以及鋰離子電池和電 子設備。
【背景技術】
[0002] 鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開發成功。它是把鋰離子嵌入碳中形成 負極(傳統鋰電池用鋰或鋰合金作負極）；正極材料用Li xCoO2,或LixNiO2和LixMn〇4;電解液 用LiPF 6、二乙烯碳酸酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)混合電解液。
[0003] 由于負極材料無毒，資源充足；同時鋰離子嵌入碳中，克服了鋰的高活性，解決了 傳統鋰電池存在的安全問題;并且正極材料Li xCoO2在充、放電性能和壽命上均能達到較高 水平，使鋰離子電池的成本降低，綜合性能大幅提升，因此鋰離子電池得到越來越廣泛的應 用。
[0004] 根據鋰離子電池所用電解質材料的不同，鋰離子電池分為液態鋰離子電池和聚合 物鋰離子電池。其中，聚合物鋰離子電池由于用固體電解質代替了液體電解質，與液態鋰離 子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優點，以及小型 化、輕量化的特點，因此在智能手機領域得到較為廣泛的應用。
[0005] 但是目前，智能手機用高電壓及高能量密度聚合物鋰離子電池產品只能滿足500 次循環，容量保持率大于80%的水平。且能量密度遠低于680Wh/L。無法滿足對能量密度及 長循環壽命要求越來越高的智能手機需求。

【發明內容】

[0006] 有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種鋰離子電池電解液以及鋰離子 電池和電子設備，采用該電解液制備的鋰離子電池具有較高的能量密度。
[0007] 本發明提供了一種鋰離子電池電解液，包括：
[0008] 溶劑和添加劑；
[0009] 所述溶劑包括：
[0010] 丙酸丙酯；
[0011]以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意兩種或三種；
[0012] 所述添加劑包括：
[0013] 硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇（雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯和 氟苯。
[0014] 優選的，所述溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯和碳酸丙烯酯。
[0015] 優選的，以溶劑含量為100 %計，所述碳酸乙烯酯的體積含量為10 %~50 % ;所述 碳酸二乙酯的體積含量為10%~50%;所述丙酸丙酯的體積含量為10%~50%;所述碳酸 丙烯酯的體積含量為10%~50%。
[0016] 優選的，所述溶劑包括： 碳酸乙烯酯 10%~30%; 碳酸二乙酯 10%~30%;
[0017] 丙酸丙酯 10%~3()%: 碳酸丙烯酯 10%~30%。
[0018]優選的，所述添加劑還包括：
[0019] 碳酸亞乙烯酯和/或丁二腈。
[0020] 優選的，所述添加劑包括：
[0021] 硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯、氟 苯、碳酸亞乙烯酯和丁二腈。
[0022] 優選的，以電解液總量為100%，所述添加劑以質量含量計，所述添加劑包括： 硫酸乙烯酯 0.1%~1.5%: 氟代碳酸乙烯酯 2%~]0%; 碳醆亞乙烯酯 0.1%~1%;
[0023] 丁二腈 I0/。~4%; 己二腈 1%~4%: 乙二醇（雙丙腈）醚 0.5%~4%; 1.3- 丙基磺酸內酯 1%~5%;
[0024] 氟苯 2% ~10%。
[0025]優選的，所述添加劑包括： 硫酸乙烯酯 0.5%~1.0%: 氟代碳酸乙烯酯 4%~8%; 碳酸亞乙烯酯 0.3%~(X7%; 丁二腈 2% ~4%:
[0026] 己二腈 2%~4%; 乙二醇（雙丙腈）醚 2%~3%; 1.3- 丙基磺酸內酯 2%~3% ·， 氟苯 4%~8%。
[0027] 本發明還提供了一種鋰離子電池，包括上述鋰離子電池電解液。
[0028] 優選的，所述鋰離子電池的銅集流體底涂材料為碳黑、丁苯膠乳和羥甲基纖維素。
[0029] 優選的，所述鋰離子電池的負極為石墨。
[0030] 本發明還提供了一種電子設備，包括上述鋰離子電池。
[0031] 與現有技術相比，本發明提供了一種鋰離子電池電解液，包括:溶劑和添加劑;所 述溶劑包括：丙酸丙酯；以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意兩種或三種； 所述添加劑包括:硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸 內酯和氟苯。本發明通過采用上述特定組分的電解液，制備的鋰離子電池，在4.40V或4.45V 下使用性能穩定，且能量密度能夠達到750Wh/L以上，循環壽命可以達到800次以上，容量保 持率大于80%，顯著提高了新一代高電壓及高能量密度聚合物鋰離子電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0032] 圖1是本發明實施例1的循環性能圖；
[0033] 圖2是本發明實施例1的高溫下儲存厚度變化率曲線圖；
[0034]圖3是本發明實施例1的殘余容量與恢復容量圖。
【具體實施方式】
[0035]本發明提供了一種鋰離子電池電解液，包括：
[0036]溶劑和添加劑；
[0037]所述溶劑包括：
[0038]丙酸丙酯；
[0039]以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意兩種或三種；
[0040]所述添加劑包括：
[0041]硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇（雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯和 氟苯。
[0042]本發明通過采用上述特定組分的電解液，制備的鋰離子電池，在4.40V或4.45V下 使用性能穩定，且能量密度能夠達到750Wh/L以上，循環壽命可以達到800次以上，容量保持 率大于80%，顯著提高了新一代高電壓及高能量密度聚合物鋰離子電池的使用壽命。
[0043]以溶劑含量為100%計，所述丙酸丙酯(PP)的體積含量優選為10%~50%，更優選 為10%~30%，在本發明的某些具體實施例中，所述體積含量為20%、30%或40%。
[0044]以溶劑含量為100%計，所述碳酸乙烯酯(EC)的體積含量優選為10%~50%，更優 選為10%~30%，在本發明的某些具體實施例中，所述體積含量為20%、30%或40%。
[0045]以溶劑含量為100%計，所述碳酸二乙酯(DEC)的體積含量優選為10%~50%，更 優選為10%~30%，在本發明的某些具體實施例中，所述體積含量為20%、30%或40%。
[0046] 以溶劑含量為100%計，所述碳酸丙烯酯(PC)的體積含量優選為10%~50%，更優 選為10%~30%，在本發明的某些具體實施例中，所述體積含量為20%、30%或40%。
[0047] 上述體積含量即體積百分數。
[0048]所述溶劑可以包括：
[0049] 丙酸丙酯；
[0050] 以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意兩種或三種。
[0051 ] 優選包括：
[0052]碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、丙酸丙酯和碳酸丙烯酯。
[0053] 上述溶劑各組分體積含量總和為100%。
[0054]本發明采用丙酸丙酯(PP)，與環狀碳酸酯EC(碳酸乙烯酯）、鏈狀碳酸酯DEC(碳酸 二乙酯)和碳酸丙烯酯(PC)溶劑混合使用的電解液溶劑體系，可以改善電解液對石墨負極 材料的浸潤性，并且具有更高的介電常數，降低負極嵌鋰阻抗，提高電導率，且具有較好的 工作溫度窗口范圍，顯著提高了電池循環性能的穩定性。
[0055]同時，其與石墨負極材料的相容性可顯著提高，且在石墨負極表面可以形成更加 穩定的SEI膜，使得電池的電化學穩定性增加，氧化電位大大提高。
[0056]所述添加劑包括：
[0057]硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇（雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯和 氟苯。
[0058]優選的，所述添加劑還包括:碳酸亞乙烯酯和/或丁二腈。
[0059]本發明所述的添加劑中，不局限于上述碳酸亞乙烯酯，丁二腈，也可以替換為其他 類似的添加劑，如VEC(碳酸乙烯亞乙酯）、多氰基類添加劑、含其它官能團的腈類添加劑等。
[0060] 實驗結果表明，采用碳酸亞乙烯酯和/或丁二腈的技術方案，獲得的技術效果最 優，與其余添加劑以及溶劑組合使用，能夠最大限度的提高電池循環壽命、能量密度以及高 溫存儲穩定性。
[0061] 作為本發明的優選實施例，所述添加劑包括:硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二 腈、乙二醇(雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯、氟苯、碳酸亞乙烯酯和丁二腈。
[0062] 其中，所述硫酸乙烯酯的含量優選為0.1 %~1.5%，更優選為0.5%~1.0%。
[0063]本發明在電解液中添加 DTD(硫酸乙烯酯），其可以在負極材料表面優先EC被分解， 形成離子導電性良好的有機磺酸鹽，顯著降低負極石墨表面界面阻抗，降低電池內阻，顯著 提尚了電池循環性能。
[0064]所述氟代碳酸乙烯酯的含量優選為2%~10%，更優選為4%~8%。
[0065]本發明在電解液中添加 FEC(氟代碳酸乙烯酯）添加劑，可以在石墨負極材料表面 開環聚合，形成更薄的SEI膜，顯著提高電池循環壽命。
[0066] 所述碳酸亞乙烯酯的含量優選為0.1 %~1 %，更優選為0.3%~0.7%。
[0067]本發明在電解液中添加 VC(碳酸亞乙烯酯），可以在石墨負極材料表面形成更穩定 和致密的SEI膜，顯著提高電池循環壽命。
[0068] 所述丁二腈的含量優選為1 %~4%，更優選為2%~4%。
[0069] 所述己二腈的含量優選為1 %~4%，更優選為2%~4%。
[0070] 所述乙二醇(雙丙腈)醚的含量優選為1 %~4%，更優選為2%~3%。
[0071]所述1，3-丙基磺酸內酯的含量優選為1 %~5%，更優選為2 %~3 %。
[0072] 所述氟苯的含量優選為2 %~10%，更優選為4%~8%。
[0073]上述含量均為質量含量。
[0074] 本發明添加的上述SN(丁二腈），DENE-乙二醇（雙丙腈)醚，PS(1，3-丙磺內酯），可 在高電壓正極鈷酸鋰表面形成隔離保護層，CN基團會與高氧化態的Co發生絡合，以保證正 極表面的電荷平衡，能夠有效抑制Co溶出和電解液在正極上的分解，顯著改善高電壓下電 池的性能穩定性和高溫貯存性能，以及循環壽命的穩定性，大大提高了鋰離子電池的使用 壽命。
[0075] 本發明對所述電解液的鋰鹽并無特殊限定，可以為本領域技術人員熟知的適用于 電解液的鋰鹽。
[0076] 本發明優選為六氟磷酸鋰(LiPF6)。所述六氟磷酸鋰的含量優選為1.0~1.3mol/ L0
[0077] 所述鋰鹽還可以包括二（三氟甲基磺酰）鋰（LiTFSI)或雙（氟磺酰）亞胺鋰 (LiFSI)。其含量優選為0.1~0.5mol/L。
[0078] 采用LiPF6混合LiTFSI或LiFSI鋰鹽，改善了石墨負極界面阻抗，使SEI (固體電解 質界面膜)更加穩定，顯著提高了電池的循環壽命。
[0079] 本發明提供的上述鋰離子電池電解液優選應用于聚合物鋰離子電池，更優選應用 于高電壓及高能量密度的聚合物鋰離子電池。
[0080] 本發明還提供了一種鋰離子電池，包括上述鋰離子電池電解液。
[0081] 所述鋰離子電池優選為聚合物鋰離子電池。
[0082] 本發明優選的，所述鋰離子電池的銅集流體底涂材料為碳黑(SP)、丁苯膠乳(SBR) 和羥甲基纖維素(CMC)。所述底涂的厚度優選為0.5~2μπι。
[0083] 本發明通過碳黑SP+粘結劑SBR+分散劑CMC涂層進行銅箱集流體底涂，可以大大提 高石墨負極材料在銅箱集流體的粘結性，降低高電壓下石墨負極的電化學阻抗，降低負極 嵌鋰阻抗，另外，銅箱底涂可以抑制由于循環膨脹導致的粘結性變差問題，可顯著提高電池 循環壽命。
[0084] 本發明對上述電池的負極材料、正極材料、隔膜并無特殊限定，可以為本領域技術 人員熟知的負極材料、正極材料、隔膜。
[0085]優選的，所述負極材料為石墨。更優選為壓實密度1.70~1.85g/cm3的人造石墨。 [0086]作為另外的優選實施例，所述負極材料包括：
[0087] 石墨、SiOx和導電劑。
[0088] 所述石墨優選為人造石墨，更優選為二次顆粒混合單晶顆粒的純人造石墨。
[0089]所述S i Ox即硅氧化物，優選為單質S i與S i O2均勻分散的三維網狀復合材料。其中，X 優選為0.5~1.5，在本發明的某些具體實施例中，所述X為0.8或1.1。
[0090] 所述SiOx的含量優選為10wt%~50wt%，更優選為10wt%~30wt%，在本發明的 某些具體實施例中，所述含量為IOwt %。
[0091]所述導電劑優選為碳納米纖維(VGCF)和/或碳納米管(CNT)。
[0092] 所述導電劑的含量優選為Iwt%~5wt%，更優選為Iwt%~3wt%，在本發明的某 些具體實施例中，所述含量為Iwt %。
[0093] 本發明通過在石墨中混合SiOx，同時添加 VGCF(納米碳纖維)和/或CNT(納米碳管） 導電劑，制備得到負極材料，能夠提高負極材料的克比容量至600~1500mAh/g，且由于有 VGCF、CNT的纖維狀納米碳管導電網絡，增強了 C+SiOx負極的電子傳導性，降低了循環過程 中由于膨脹引起的阻抗變化，大大提高了電池的循環壽命。
[0094]優選的，所述聚合物鋰離子電池采用以下隔膜：
[0095]所述隔膜包括隔膜基底；
[0096] 復合在所述隔膜基底表面的水性功能層，所述水性功能層具有多個微孔，所述水 性功能層具有粘性。
[0097] 本發明采用上述隔膜，不會在循環過程中發生局部析鋰現象，電池極組也不會在 循環過程中發生形變和較大的膨脹現象，有利于循環壽命的穩定性。同時，隔膜的熱收縮性 能有所改善，且結合水性功能層的粘性等作用，將隔膜與電極很好地粘結在一起，在安全測 試過程中或電池被針刺\擠壓\扭曲V彎折等濫用時，或長期在高溫環境下使用時，電池的安 全性能可以大大提尚。
[0098] 本發明優選的，所述多個微孔均勻分布，能使鋰離子良好地傳導。所述水性功能 層，可以使電池內部電極與隔膜之間產生粘結，其還可以具有耐熱層。
[0099] 在本發明中，隔膜或隔離膜上復合的水性功能層具有大量的微孔通道，同時具有 粘性，可以使電池內部電極與隔離膜之間產生粘結，電極不會發生形變且界面不會產生空 隙，不影響鋰離子傳導的通道，不會在循環過程中發生局部析鋰現象，電池極組也不會在循 環過程中發生形變和較大的膨脹現象，有利于循環壽命的穩定性。
[0100]在本發明中，所述水性功能層是以能分散在水中的原料制備而成的，其具有大量 的微孔通道，對電池制備過程中的熱壓或注液后陳化工藝不需要過多的要求和管控，無需 擔心電解液對粘結層的溶解和堵孔，電池的循環性能更加穩定可靠，安全性能更好。另外， 由于是用水分散原料，不是油性溶劑如丙酮溶解原料，本發明實施例中水性功能層的多個 微孔分布均勻，且不容易被電解液堵死，不影響鋰離子傳導的通道，在改善電池循環性能一 致性與可靠性的同時，也對環境無污染。
[0101] 在本發明的優選實施例中，所述水性功能層具有耐熱性，在用于電池如聚合物鋰 離子電池時，能改善隔膜的熱收縮性能。本發明實施例提供的隔膜用于聚合物鋰離子電池， 在安全測試過程中或電池被針刺\擠壓\扭曲\彎折等濫用時，或長期在高溫環境溫度下使 用時，內部電極與隔離膜不容易發生錯位短路，隔離膜不容易被拉傷短路，即使內部發生短 路，隔離膜的熱縮面積不容易擴大，電池的安全性能可以大大提高。
[0102] 所述水性功能層優選包括無機納米陶瓷層和水性功能粘結劑層；
[0103] 所述隔膜基底具有第一表面和與所述第一表面相背的第二表面；
[0104] 所述第一表面復合有所述無機納米陶瓷層;所述第二表面復合有所述水性功能粘 結劑層；
[0105] 或者所述無機納米陶瓷層和水性功能粘結劑層均復合在所述隔膜基底至少一個 表面；
[0106] 或者；
[0107] 所述水性功能層為由包括無機納米陶瓷和水性功能粘結劑的混合物料制成的混 合材料層;所述隔膜基底至少一個表面復合有混合材料層。
[0108] 所述復合可以為層疊復合。
[0109] 所述無機納米陶瓷優選為Al2O3納米陶瓷和Mg(OH)2納米陶瓷中的一種或多種。
[0110] 所述水性功能粘結劑優選為水性功能粘結劑AFUPVDF和PMMA中的一種或多種。
[0111] 所述無機納米陶瓷層的厚度優選為2~5μπι，所述水性功能粘結劑層的厚度優選為 0 · 5~2ym〇
[0112]所述混合材料層的厚度為1~5μηι。
[0113]在本發明實施例中，由于無機納米陶瓷材料具有良好的耐熱性，隔膜的熱收縮性 能顯著改善，且結合水性功能粘結劑層，將隔膜與電極很好地粘結在一起，在安全測試過程 中或電池被針刺\擠壓\扭曲V彎折等濫用時，或長期在高溫環境溫度下使用時，內部電極與 隔膜不容易發生錯位短路，隔膜不容易被拉傷短路，即使內部發生短路，隔膜的熱縮面積不 容易擴大，電池的安全性能可以大大提高。另外，本發明隔膜上形成的水性層具有大量的微 孔通道，同時對電池制備過程中的熱壓或注液后陳化工藝不需要過多的要求和管控，無需 擔心電解液對粘結劑層的溶解和堵孔，電池的循環性能更加穩定可靠，安全性能更好，也對 環境無污染。
[0114] 本發明采用上述鋰離子電池隔膜能使電池循環性能更加穩定可靠，安全性能更 好，利于應用。
[0115] 實驗結果表明，本發明通過采用上述特定組分的電解液，制備的鋰離子電池，在 4.40V或4.45V下使用性能穩定，且能量密度能夠達到750Wh/L以上，循環壽命可以達到800 次以上，容量保持率大于80%，顯著提高了新一代高電壓及高能量密度聚合物鋰離子電池 的使用壽命。
[0116] 本發明還提供了 一種電子設備，包括上述鋰離子電池。
[0117] 上述電子設備可以為本領域技術人員熟知的電子設備，如智能手機、電子計算機 以及由電子計算機控制的機器人、數控或程控系統等。
[0118] 為了進一步說明本發明，下面結合實施例對本發明提供的鋰離子電池電解液以及 鋰離子電池進行詳細描述。
[0119] 實施例1
[0120] 制備聚合物鋰離子電池：
[0121]負極采用人造石墨，壓實密度為1.70g/cm3;
[0122] 電解液溶劑為：30%EC(碳酸乙烯酯）、30%DEC(碳酸二乙酯）、20%PP(丙酸丙酯） 和20%PC(碳酸丙烯酯)混合溶劑；
[0123] 添加劑為:0.5%DTD(硫酸乙烯酯）、5%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、0.5%VC(碳酸亞 乙烯酯）、2%SN(丁二腈）、2%ADN(己二腈）、0.5%乙二醇（雙丙腈)醚、3%PS(1，3-丙磺內 酯)和4 %氟苯混合；
[0124] 電解液鋰鹽為：1. IOM LiPF6;
[0125] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0126] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0127] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0128] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，三組平行測定，結果見表1和表2， 表1為4.40V下的主要性能測試結果，表2為4.45V下的主要性能測試結果，上述測試檢測方 法及條件依據GB-31241。
[0129] 由表1和表2可以看出，該聚合物鋰離子電池在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備 性能穩定與提升的作用。
[0130]表1 4.40V下的主要性能測試結果
[0134] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0135] 對其進行循環壽命測試，4.45-3. OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，取3組平行測定， 結果見圖1，圖1是本發明實施例1的循環性能圖，由圖1可以看出，電池循環800次后，容量保 持率大于80 %。
[0136] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，結 果見圖2和圖3,圖2是本發明實施例1的高溫下儲存厚度變化率曲線圖，由圖2可以看出，本 發明制備的聚合物鋰離子電池，高溫儲存21天后，厚度變化率低于6%，具有優異的高溫儲 存穩定性。圖3是殘余容量與恢復容量圖，由圖3可以看出，殘余容量大于80 %，恢復容量大 于 90 %。
[0137] 實施例2
[0138] 制備聚合物鋰離子電池：
[0139]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0140] 電解液溶劑為：30%EC(碳酸乙烯酯）、20%DEC(碳酸二乙酯）、20%PP(丙酸丙酯） 和30%PC(碳酸丙烯酯)混合溶劑；
[0141] 添加劑為:0.1%DTD(硫酸乙烯酯）、6%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、0.1%VC(碳酸亞 乙烯酯）、3%SN(丁二腈）、3%ADN(己二腈）、0.5%乙二醇（雙丙腈)醚、4%PS(1，3-丙磺內 酯)和5 %氟苯混合；
[0142] 電解液鋰鹽為：1.30M LiPF6;
[0143] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0144] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0145] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0146] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0147] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0148] 對其進行循環壽命測試，4.45-3 . OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0149] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0150] 實施例3
[0151] 制備聚合物鋰離子電池：
[0152]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0153] 電解液溶劑為：20%EC(碳酸乙烯酯）、30%DEC(碳酸二乙酯）、30%PP(丙酸丙酯） 和20%PC(碳酸丙烯酯)混合溶劑；
[0154] 添加劑為：1%DTD(硫酸乙烯酯）、5%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、1%VC(碳酸亞乙烯 酯）、2%ADN(己二腈）、2%乙二醇(雙丙腈)醚、3%PS(1，3-丙磺內酯)和3%氟苯混合；
[0155] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0156] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0157] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0158] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0159] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0160] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0161] 對其進行循環壽命測試，4.45-3 . OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0162] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0163] 實施例4
[0164] 制備聚合物鋰離子電池：
[0165]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0166] 電解液溶劑為：20%EC(碳酸乙烯酯）、20%DEC(碳酸二乙酯）、30%PP(丙酸丙酯） 和30%PC(碳酸丙烯酯)混合溶劑；
[0167] 添加劑為：0.1%DTD(硫酸乙烯酯）、8%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、4%ADN(己二 腈）、2%乙二醇(雙丙腈)醚、1%PS(1，3-丙磺內酯)和10%氟苯混合；
[0168] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0169] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0170] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0171] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0172] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0173] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0174] 對其進行循環壽命測試，4.45-3 . OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0175] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0176] 實施例5
[0177] 制備聚合物鋰離子電池：
[0178]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0179] 電解液溶劑為：30%EC(碳酸乙烯酯）、30%DEC(碳酸二乙酯）、20%PP(丙酸丙酯） 和20%PC(碳酸丙烯酯)混合溶劑；
[0180] 添加劑為：1.5%DTD(硫酸乙烯酯）、2%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、4%SN( 丁二腈）、 4%ADN(己二腈）、4%乙二醇(雙丙腈)醚、5%PS(1，3-丙磺內酯)和10%氟苯混合；
[0181] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0182] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0183] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0184] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0185] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0186] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0187] 對其進行循環壽命測試，4.45-3 . OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0188] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0189] 實施例6
[0190] 制備聚合物鋰離子電池：
[0191]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0192] 電解液溶劑為:50%DEC(碳酸二乙酯）、30%PP(丙酸丙酯）和20%PC(碳酸丙烯酯） 混合溶劑；
[0193] 添加劑為:0.5%DTD(硫酸乙烯酯）、6%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、0.5%VC(碳酸亞 乙烯酯）、2%SN(丁二腈）、2%ADN(己二腈）、1%乙二醇(雙丙腈)醚、3%PS(1，3-丙磺內酯） 和5 %氟苯混合；
[0194] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0195] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0196] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0197] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0198] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0199] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0200] 對其進行循環壽命測試，4 · 45-3 · OOV，25°C，0 · 7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0201] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0202] 實施例7
[0203] 制備聚合物鋰離子電池：
[0204]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0205]電解液溶劑為：30%EC(碳酸乙烯酯）、50%PP(丙酸丙酯）和20%PC(碳酸丙烯酯） 混合溶劑；
[0206] 添加劑為：1.0%DTD(硫酸乙烯酯）、2%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、0.1%VC(碳酸亞 乙烯酯）、4%SN(丁二腈）、4%ADN(己二腈）、1%乙二醇(雙丙腈)醚、2%PS(1，3-丙磺內酯） 和2 %氟苯混合；
[0207] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0208] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0209] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0210]隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0211] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0212] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0213] 對其進行循環壽命測試，4.45-3 . OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0214] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0215] 實施例8
[0216] 制備聚合物鋰離子電池：
[0217]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0218]電解液溶劑為：20%EC(碳酸乙烯酯）、50%DEC(碳酸二乙酯）和30%PP(丙酸丙酯） 混合溶劑；
[0219] 添加劑為：0.1%DTD(硫酸乙烯酯）、10%的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、1%VC(碳酸亞 乙烯酯）、1%SN(丁二腈）、1%ADN(己二腈）、4%乙二醇(雙丙腈)醚、5%PS(1，3-丙磺內酯） 和10 %氟苯混合；
[0220] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0221 ]銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0222] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0223] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0224] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0225] 其能量密度4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0226] 對其進行循環壽命測試，4.45-3 . OOV，25°C，0.7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于80 %。
[0227] 對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率低于6 %，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0228] 實施例9
[0229] 制備聚合物鋰離子電池：
[0230]負極采用人造石墨，壓實密度為1.85g/cm3;
[0231] 電解液溶劑為：50%EC(碳酸乙烯酯）、30%DEC(碳酸二乙酯）和20%PP(丙酸丙酯） 混合溶劑；
[0232] 添加劑為:0.5 %DTD(硫酸乙烯酯）、5 %的FEC(氟代碳酸乙烯酯）、0.5 % VEC(碳酸 乙烯亞乙酯）、1%SCT(多氰基類添加劑）、2%ADN(己二腈）、1%乙二醇（雙丙腈)醚、3%PS (1,3-丙磺內酯)和4%氟苯混合；
[0233] 電解液鋰鹽為：1.30MLiPF6;
[0234] 銅集流體底涂材料為:碳黑、粘結劑SBR、分散劑CMC的混合涂料，涂層厚度0.5μπι;
[0235] 正極材料為:湖南杉杉鈷酸鋰LC9000E。
[0236] 隔膜為韓國SK，PE 7μπι。
[0237] 將制備的聚合物鋰離子電池進行電學性能測定，結果表明，該聚合物鋰離子電池 在4.40V與4.45V高電壓下都可以具備性能穩定與提升的作用。
[0238] 其能量密度達到4.40V體系大于700Wh/L，4.45V體系大于750Wh/L。
[0239] 對其進行循環壽命測試，4 · 45-3 · OOV，25°C，0 · 7C/1C循環800次，電池循環800次 后，容量保持率大于75 %。
[0240]對制備的聚合物鋰離子電池高溫儲存穩定性進行檢測，60°C條件下儲存21天，厚 度變化率1 〇 %左右，具有優異的高溫儲存穩定性。
[0241] 由上述實施例可知，本發明通過上述電解液制備的聚合物鋰離子電池，具有較高 的能量密度和長循環性能，以及高溫儲存穩定性。
[0242] 以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對 于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行
【主權項】
1. 一種鋰離子電池電解液，其特征在于，包括： 溶劑和添加劑； 所述溶劑包括： 丙酸丙酯； 以及碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸丙烯酯中的任意兩種或三種； 所述添加劑包括： 硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇(雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯和氟苯。2. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述溶劑包括碳酸乙烯酯、 碳酸二乙酯、丙酸丙酯和碳酸丙烯酯。3. 根據權利要求2所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，以溶劑含量為100%計，所述 碳酸乙烯酯的體積含量為10%~50%;所述碳酸二乙酯的體積含量為10%~50%;所述丙 酸丙酯的體積含量為10%~50%;所述碳酸丙烯酯的體積含量為10%~50%。4. 根據權利要求3所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述溶劑包括： 碳酸乙烯酯 10%~30%; 碳酸二乙酯 10%~30%·， 丙酸丙酯 10%~30%: 碳酸丙烯酯 10%~30%。5. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述添加劑還包括： 碳酸亞乙烯酯和/或丁二腈。6. 根據權利要求5所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述添加劑包括： 硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、己二腈、乙二醇（雙丙腈)醚、1，3_丙基磺酸內酯、氟苯、 碳酸亞乙烯酯和丁二腈。7. 根據權利要求6所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，以電解液總量為100%，所述 添加劑以質量含量計，包括： 硫酸乙烯酯 0.1%~1.5%: 氟代碳酸乙烯酯 2%~10%; 碳酸亞乙烯酯 0.1 %~1% ·， 丁二腈 1% ~4%: 己二腈 1%~4%; 乙二醇（雙丙腈）醚 0.5%~4%; 1,3-丙基磺酸內酯 1 %~5%; 氟苯 2%~10%。8. 根據權利要求7所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述添加劑包括： 疏酸乙烯酯 0.5%~1.0%: 氟代碳酸乙歸酯 4%~8%; 碳酸亞乙烯酯 0.3%~0.7%; 丁二腈 2% ~4%; 己二腈 2%~4%; 乙二醇（雙丙腈）醚 2%~3%; 1,3-丙基磺酸內酯 2%~3%; 氟笨 4%~8%。9. 一種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求1~8任一項所述的鋰離子電池電解液。10. 根據權利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的銅集流體底涂 材料為碳黑、丁苯膠乳和羥甲基纖維素。11. 根據權利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的負極為石墨。12. -種電子設備，包括權利要求9~11任一項所述的鋰離子電池。
【文檔編號】H01M10/0569GK106058317SQ201610664851
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月12日 公開號201610664851.5, CN 106058317 A, CN 106058317A, CN 201610664851, CN-A-106058317, CN106058317 A, CN106058317A, CN201610664851, CN201610664851.5
【發明人】鄒嘯天, 黃保寧, 羅炳財
【申請人】聯想(北京)有限公司