一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池的制作方法
1.本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池。
背景技术：
2.随着新能源汽车、动力储能及高性能数码产品的发展，人们对电池的性能及适用范围有了更高的要求，这就需要开发能满足需求日益增长的锂离子电池。对于提高电池的循环寿命和温度适用性显得尤其重要。
3.目前，锂电池产业中所使用的有机电解质材料主要是烷基碳酸酯类化合物和lipf6锂盐体系，高温(60℃以上)下其性能大大下降，而如电动汽车用动力电池要求更高的工作温度范围(约为-30至80℃)；而且，烷基碳酸酯类有机电解质材料具有很高的可燃性，因此安全性存在巨大的隐患；尤其是在混合动力和全电汽车应用领域，锂离子电池存在非水电解液的循环容量衰减过快及高温严重气胀的问题，长期循环问题和安全性是制约这些材料实际应用的重要因素。
4.电解液是锂离子电池的重要组成部分，它在正负极之间起着传输锂离子的作用。电池的安全性，充放电循环，工作温度范围和电池的充放电容量等都与电解液的电化学性能有重要的关系。电解液中传统的功能成分对于延长电池的使用寿命起到了关键的作用，但是对于延缓或抑制锂枝晶的产生没有长期有效的措施，这就极大的影响了电池的安全性能和充放电循环的使用寿命。
技术实现要素：
5.本发明的目的在于提供一种锂离子电池非水电解液和锂离子电池。
6.一种锂离子电池非水电解液，包括电解质、溶剂和添加剂，所述添加剂包括不饱和环状碳酸酯酯类化合物、磺酸内酯类化合物和式i所示的化合物中的一种或几种：
[0007][0008]
其中r为环状脂肪族化合物或支链带环状脂肪化合物的链状脂肪族化合物。
[0009]
所述式i所示的化合物为如下化合物中的一种或几种：
[0010][0011]
以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，式i所示的化合物的质量百分含量为0.01-5％。
[0012]
所述电解质为libob、lifsi、liodfb、libf4、lipo2f2或lidfop中任意一种或至少两种的组合；以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，电解质的质量百分含量为0.1～5％。
[0013]
所述不饱和环状碳酸酯类化合物为碳酸亚乙烯酯和/或碳酸乙烯亚乙酯；以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，不饱和环状碳酸酯类化合物的质量百分含量为0.1～5％。
[0014]
所述磺酸内酯类化合物为1,3-丙磺酸内酯和/或1,4-丁烷磺内酯中；以所述锂离子电池非水电解液的总质量为100％计，磺酸内酯类化合物的质量百分含量为0.1～5％。
[0015]
所述溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯中的任意一种或至少两种的组合。
[0016]
一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极、负极、设置在所述正极和所述负极之间的隔膜、以及电解液，所述电解液为所述的锂离子电池非水电解液。
[0017]
所述正极包括活性材料，所述活性材料为linixcoymnzl(1-x-y-z)o2、licoxl(1-x')o2、linixlymn(2-x
”‑
y')o4liz'mpo4中的至少一种；其中l为co、al、sr、mg、ti、ca、zr、zn、si、fe中的至少一种；0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0＜x+y+z≤1，0＜x'≤1，0.3＜x”≤0.6，0.01＜y'≤0.2，0.5≤z'≤1，m为fe、mn、co中的至少一种。
[0018]
本发明的有益效果：本发明使得锂离子电池电解液中的水分和酸度有效降低，使得锂离子电池高温循环200周容量保持率达到96.8％，常温循环400周容量保持率达到96.6％，高温存储容量保持率达到96.3％，容量恢复率达到99.3％，热膨胀率降低到0.4％。本发明提供的锂离子电池非水电解液有效改进了电池的循环和高温存储性能，含有该非水电解液的锂离子电池兼具优异的循环性能，高温存储性能。
具体实施方式
[0019]
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0020]
实施例1
[0021]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1实施例1所示质量百分含量的组分以及12％
lipf6盐。
[0022]
实施例2
[0023]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1实施例2所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0024]
实施例3
[0025]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1实施例3所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0026]
实施例4
[0027]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1实施例4所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0028]
实施例5
[0029]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1实施例5所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0030]
实施例6
[0031]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1实施例6所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0032]
对比例1
[0033]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1对比例1所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0034]
对比例2
[0035]
一种lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2/人造石墨电池，包括正极(ncm523来自盟固利)，负极(人造石墨p15来自杉杉)、隔膜(pp/pe来自顶皓)，以及电解液，其中所述电解液为非水电解液，且所述非水电解液的总重量为100％，含有表1对比例2所示质量百分含量的组分以及12％lipf6盐。
[0036]
将本发明实施例1-6，对比例1-2进行测试，测试指标及测试方法如下：
[0037]
1)电解液存储后的水分、酸度、度测试，水分使用梅特勒水分仪测试，酸度使用酸碱滴定方法检测，度使用度计检测。
[0038]
2)常温循环性能，通过测试25摄氏度1c循环n次容量保持率体现。
[0039]
3)高温循环性能，通过测试45摄氏度1c循环n次容量保持率体现。
[0040]
4)高温存储性能，测试电池的60摄氏度下存储30天后的容量保持率、容量恢复率和厚度膨胀率的测试方法。
[0041]
表1
[0042][0043]
电解液存储后酸度、水分、度检测结果如下表2所示：
[0044]
表2
[0045]
[0046][0047]
根据表2的结果可以看出，对比例的水分和酸度要远远高于实施例，表明在锂离子电池电解液中加入这种添加剂，可以有效降低电解液的水分和酸度，提高电解液的稳定性。
[0048]
实施例1-6以及对比例1-2的测试结果如下表3所示：
[0049]
表3
[0050][0051]
根据表3的结果可以看出，本发明所述的非水锂离子电池电解液添加剂的加入，可以使得锂离子电池45℃循环200次容量保持率在96.8％以上，60℃高温储存30天，容量保持率在96.3％以上，容量恢复率在99.1％以上，厚膨胀率在30％以下。而对比例中没有加入这种添加剂，使得高温容量保持率、容量恢复率以及循环性能明显降低，并且厚膨胀率明显增加。
[0052]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
