一種鋰離子電池非水電解液及鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及裡離子電池電解液技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種裡離子電池非水電解液及 裡離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前非水電解液裡離子電池已經(jīng)越來越多地被用于3C消費類電子產(chǎn)品市場，并 且隨著新能源汽車的發(fā)展，非水電解液裡離子電池作為汽車的動力電源系統(tǒng)也越來越普 及。雖然運些非水電解液電池已經(jīng)實用化，但在耐久性使用上還無法讓人滿意，特別是在高 溫45°C下使用壽命較短。特別是對于動力汽車和儲能系統(tǒng)，非水電解液裡離子電池要求在 寒冷地區(qū)也能正常工作，更要兼顧高低溫性能。
[0003] 在非水電解液裡離子電池中，非水電解液是影響電池高低溫性能的關(guān)鍵因素，特 別地，非水電解液中的添加劑對電池高低溫性能的發(fā)揮尤其重要。目前實用化的非水電解 液，使用的是傳統(tǒng)的成膜添加劑如碳酸亞乙締醋（VC)來保證電池優(yōu)異的循環(huán)性能。但VC 的高電壓穩(wěn)定性較差，在高電壓高溫條件下，很難滿足45°c循環(huán)的性能要求。
[0004] 專利文獻(xiàn)US6919141B2公開一種含不飽和鍵的憐酸醋非水電解液添加劑，該 添加劑可W降低裡離子電池的不可逆容量，提高裡電池的循環(huán)性能。類似地，專利文獻(xiàn) 201410534841. 0也公開了一種含=鍵的憐酸醋化合物新型成膜添加劑，其不僅可W改善高 溫循環(huán)性能，還能明顯改善儲存性能。但本領(lǐng)域的科技工作者在研究中發(fā)現(xiàn)，=鍵的憐酸醋 添加劑在電極界面所形成的純化膜導(dǎo)電性較差，導(dǎo)致界面阻抗較大，明顯劣化了低溫性能， 抑制了非水裡離子電池在低溫條件下的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明提供一種高溫特性好且阻抗低的裡離子電池非水電解液，進一步提供一種 包括上述裡離子電池非水電解液的裡離子電池。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供一種裡離子電池非水電解液，包括非水有機 溶劑、裡鹽和添加劑，上述添加劑包括含有W下化合物（A)和度）的物質(zhì)：
[0007]
i其中Ri、R2、R3分別獨立地選自碳原子數(shù)為1-4的 控基，且Ri、R2、Rs中至少一個為含有皇鍵的不飽和控基； 陽00引 度）雙氣橫酷亞胺裡。
[0009] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述化合物（A)占上述電解液總重量的 0. 1 %~2%，優(yōu)選0.2%~1% ;上述化合物度）占上述電解液總重量的0. 1 %~10%，優(yōu) 選 0. 3%~5%。
[0010] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述化合物度）占上述電解液的重量與上述化 合物（A)占上述電解液的重量之間的比值等于或大于0.2。
[0011] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述化合物（A)選自如下化合物1~6中的一 種或多種，
[0012]
[0013] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述非水有機溶劑為環(huán)狀碳酸醋和鏈狀碳酸醋 的混合物，上述環(huán)狀碳酸醋選自碳酸乙締醋、碳酸丙締醋和碳酸下締醋中的一種或兩種W 上，上述鏈狀碳酸醋選自碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸甲乙醋和碳酸甲丙醋中的一種或兩 種W上。
[0014] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述裡鹽選自LiPFe、LiBF4、Li訊Fe、LiAsFe、 LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3) 3和LiN(SO2巧2中的一種或兩種W上。
[0015] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述添加劑還包括碳酸亞乙締醋、1,3-丙烷橫 內(nèi)醋、氣代碳酸乙締醋和乙締基碳酸乙締醋中的一種或兩種W上。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供一種裡離子電池，包括正極、負(fù)極和置于正極 與負(fù)極之間的隔膜，還包括第一方面的裡離子電池非水電解液。
[0017] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述正極選自LiCo〇2、LiNi〇2、LiMri2〇4、 LiCoiyMy〇2、LiNiiyMy〇2、LiMn2爪〇4和LiNixCOyMrizMiXyz〇2中的一種或兩種W上，其中，M選自 Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V和Ti中的一種或兩種W上，且0《y《l， l，0《z《1，x+y+z《1。
[0018] 作為本發(fā)明的進一步改進的方案，上述裡離子電池的充電截止電壓大于或等于 4. 35V〇
[0019] 本發(fā)明的裡離子電池非水電解液中含有化合物（A)，能在正、負(fù)極成膜，有效地保 護正、負(fù)極，提高裡離子電池的高溫性能，特別是高溫循環(huán)性能；還含有雙氣橫酷亞胺裡，主 要是降低電池阻抗，提高電池低溫性能。本發(fā)明的裡離子電池非水電解液通過化合物（A) 和雙氣橫酷亞胺裡的組合，使得裡離子電池獲得較低的阻抗、較好的低溫性能和高溫性能。
【具體實施方式】
[0020] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0021] 本發(fā)明的一個實施方案提供一種裡離子電池非水電解液，包括非水有機溶劑、裡 鹽和添加劑，上述添加劑包括含有W下化合物（A)和度）的物質(zhì)： 陽〇巧
'其中Ri、R2、R3分別獨立地選自碳原子數(shù)為1-4的 控基，且Ri、R2、Rs中至少一個為含有皇鍵的不飽和控基；
[0023] 度）雙氣橫酷亞胺裡。
[0024] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述化合物（A)占上述電解液總重量的 0. 1 %~2%，優(yōu)選0. 2%~1% ;上述化合物度）占上述電解液總重量的0. 1 %~10%，優(yōu) 選 0. 3%~5%。
[0025] 本發(fā)明的上述實施方案中加入0. 1%~2%的化合物（A)，能在正、負(fù)極成膜，有效 地保護正、負(fù)極，提高裡離子電池的高溫性能，特別是高溫循環(huán)性能。當(dāng)化合物（A)的含量 小于0. 1%時，其在正、負(fù)極的成膜效果較差，對性能起不到應(yīng)有的改善作用；當(dāng)其含量大 于2%時，其在電極界面的成膜較厚，會嚴(yán)重增大電池阻抗，劣化電池性能。
[00%] 本發(fā)明的上述實施方案中加入雙氣橫酷亞胺裡化IFSI)，主要是降低電池阻抗，提 高電池低溫性能，當(dāng)其含量小于0. 1%時，其降低阻抗的效果有限，不能有效提高電池的低 溫性能；當(dāng)其含量高于10%時，其會劣化高溫性能。
[0027] 本發(fā)明的上述實施方案中通過化合物（A)和LIFSI的組合，使得裡離子電池獲得 較低的阻抗、較好的低溫性能和高溫性能。
[0028] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述化合物度）占上述電解液的重量與上述化 合物（A)占上述電解液的重量之間的比值等于或大于0.2。當(dāng)比值小于0.2時，其降低阻抗 的效果有限，不能有效提高電池的低溫性能。
[0029] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述化合物（A)選自如下化合物1~6中的一 種或多種，
[0030]
O
[0031] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述非水有機溶劑為環(huán)狀碳酸醋和鏈狀碳酸醋 的混合物，上述環(huán)狀碳酸醋選自碳酸乙締醋、碳酸丙締醋和碳酸下締醋中的一種或兩種W 上，上述鏈狀碳酸醋選自碳酸二甲醋、碳酸二乙醋、碳酸甲乙醋和碳酸甲丙醋中的一種或 兩種W上。
[0032] 采用高介電常數(shù)的環(huán)狀碳酸醋有機溶劑與低粘度的鏈狀碳酸醋有機溶劑的混合 液作為裡離子電池電解液的溶劑，使得該有機溶劑的混合液同時具有高的離子電導(dǎo)率、高 的介電常數(shù)及低的粘度。
[0033] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述裡鹽選自LiPFe、LiBF4、Li訊Fe、LiAsFe、 LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiC(SO2CF3) 3和LiN(SO2F)2中的一種或兩種W上，所述裡鹽優(yōu) 選的是Li化或LiPF6與其它裡鹽的混合物。
[0034] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述添加劑還包括碳酸亞乙締醋（VC)、1，3-丙 燒橫內(nèi)醋（1，3-P巧、氣代碳酸乙締醋（陽C)和乙締基碳酸乙締醋（VEC)中的一種或兩種W 上。
[0035] 上述成膜添加劑能在石墨負(fù)極表面形成更穩(wěn)定的沈I膜，從而顯著提高了裡離子 電池的循環(huán)性能。
[0036] 本發(fā)明的一個實施方案提供一種裡離子電池，包括正極、負(fù)極和置于正極與負(fù)極 之間的隔膜，還包括第一方面的裡離子電池非水電解液。
[0037] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，上述正極選自LiCo〇2、LiNi〇2、L