[发明专利]电解液及其应用和锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体地，涉及电解液及其应用和锂离子电池。

背景技术

随着“十三五”国家战略性新兴产业发展规划中再次明确了新能源汽车、新能源和节能环保等绿色低碳产业的战略地位，我国动力电池领域将持续得到巨大的发展，其中磷酸铁锂锂离子电池以其优异的循环性、安全性且绿色环保而受到广泛应用。但传统的磷酸铁锂因其较低的离子迁移率和电子电导率，渐渐不能满足新能源汽车动力电池使用要求，主要体现在：1、大倍率充放电性能较差，锂离子电池在大倍率充放电时，电池内部极化增加，内阻增大，温升较快，严重时甚至发生短路，存在较大的安全隐患。2、低温放电性能差，相比于常温及高温环境，低温环境下，磷酸铁锂电池的离子迁移率和导电率随数量级的趋势下降，导致电池放电电压平台的下降，造成电池容量的减小甚至于放不出电。如何实现磷酸铁锂锂离子电池在大倍率电流情况下快速充放电以及低温环境下有效放电以成为当前技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解液，使用本发明的电解液作为电池材料能够解决电池在大倍率电流条件下不能快速充放电以及在低温环境中不能有效放电的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种电解液，所述电解液含有：主盐、有机酯、有机添加剂和IA族金属元素卤盐和/或碳酸锂。

本发明还提供了电解液在电池材料中的应用。

本发明还提供了一种锂离子电池。

通过上述技术方案，本发明提供了一种电解液，所述电解液含有：主盐、有机酯、有机添加剂和IA族金属元素卤盐和/或碳酸锂，该电解液作为电池材料能够使得电池在大倍率电流条件下快速充放电以及在低温环境中能有效放电；本发明还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液；所述电解液为上述的电解液，优选的，正极材料包括改性的磷酸铁锂，通过本发明提供的方法得到的改性磷酸铁锂具备较高的离子迁移率和电子电导率，其与电解液相配合，可以提高制得的锂离子电池的充放电性能，减少电池内部的极化；同时可以使得锂离子电池在大倍率电流下快速充放电，在低温环境下也能保持优良的充放电性能。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是按照本发明实施例1的方法制备的锂离子电池8C倍率充放电曲线；

图2是按照本发明实施例1的方法制备的锂离子电池1C倍率下充电5C倍率下放电循环性能曲线；

图3是按照本发明实施例1的方法制备的锂离子电池在-20℃温度下5C低温倍率放电曲线。

附图说明

1-放电曲线2-充电曲线

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种电解液，所述电解液含有：主盐、有机酯、有机添加剂和IA族金属元素卤盐和/或碳酸锂。

在本发明的一种优选的实施方式中，为了进一步提高上述电解液作为电池材料的性能，提高电池的充放电能力和低温环境下的放电能力，相对于1L电解液，主盐的含量为1-1.15mol/L；

以电解液的总重量为基准，有机酯的含量为60-90重量％、有机添加剂的含量为0.5-2.5重量％，IA族金属元素卤盐和/或碳酸锂的含量为0.5-5重量％。

在本发明的一种优选的实施方式中，有机酯为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯一种或多种；和/或有机添加剂为碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、亚硫乙烯酸酯和碳酸乙烯亚乙酯中的一种或多种；IA族金属元素卤盐为氯化钠和/或氯化钾。

为了进一步提高上述电解液作为电池材料的性能，提高电池的充放电能力和低温环境下的放电能力，所述主盐为六氟磷酸锂；以电解液的总重量为基准，所述有机酯包括25-35重量％的碳酸乙烯酯、25-35重量％的碳酸二乙酯和25-35重量％的碳酸甲乙酯；所述IA族金属元素卤盐为氯化钠。

本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极材料、负极材料、隔膜和上述电解液；该电解液应用在锂离子电池中，可以提高锂离子电池的充放电能力，且在低温环境下可以提高电池的放电能力。