上限截至電壓可達(dá)4. 5V,充放電均有更高的容量保持率;
[00巧]2.裡離子電池的厚度膨脹和內(nèi)阻增加小,剩余容量和可恢復(fù)容量高;
[0026] 3.高溫下間歇循環(huán)容量保持率高。 實(shí)施例
[0027] 為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其技術(shù)效果更加清晰,W下結(jié)合實(shí)施例和 比較例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是,本說明書中描述的實(shí)施例只是為了解釋 本發(fā)明,并非為了限定本發(fā)明,實(shí)施例的配方、比例可因地制宜做出選擇而對結(jié)果并無實(shí)質(zhì) 性影響。
[002引本發(fā)明裡離子電池包括正極、負(fù)極和電解液,正極活性物質(zhì)為LiCo02、LiMri204和 Li(C0xNiyMni。)02 中的至少一種,其中,0. 3《X《0. 8,0. 1《y《0. 4,0. 6《x+y《0. 9 ; 負(fù)極為石墨或者娃重量百分含量小于20%的娃與石墨的混合物;電解液包含有機(jī)溶劑、電 解質(zhì)裡鹽和組合添加劑,其中,有機(jī)溶劑為碳酸二甲醋值MC)、碳酸己帰醋巧C)和碳酸丙帰 醋(PC)的混合物,其重量比為1 ;1 ;1 ;裡鹽為LiPFe,濃度為IM ;組合添加劑含有氣代碳酸 己帰醋(陽C)、Y-了內(nèi)醋(GBL)、硫酸亞己醋值TD)和己二臘(ADN)。分別將不同含量的有 機(jī)溶劑、電解質(zhì)裡鹽、含有Y-了內(nèi)醋(GBL)、硫酸亞己醋值TD)、己二臘(ADN)和氣代碳酸 己帰醋(FEC)的組合添加劑按表1中所示的量制備電解液,其中,各添加劑的量是基于電解 液溶液的總重量。
[0029] 再將上面制備的電解液注入烘干好的干電芯,然后靜置24小時,化成后,得到對 比例1~5和實(shí)施例1~18裡離子電池,其中,對比例與實(shí)施例中的百分?jǐn)?shù)均為重量百分 含量,非水有機(jī)溶劑的比為重量比。
[0030] 表1對比例1~5和實(shí)施例1~18裡離子電池
[0031]
[0033] 其中,LCO 為 LiCo〇2 ;C 為石墨;NCM 為 NCM333 ;Si 為娃
[0034] W下結(jié)合實(shí)驗(yàn)來說明本發(fā)明裡離子電池電解液和使用此電解液的裡離子電池的 性能。
[0035] 測試一:裡離子電池高溫存儲性能測試
[0036] 將對比例1~5和實(shí)施例1~18提供的裡離子電池進(jìn)行6(TC下儲存35天的性能 測試。高溫存儲測試的具體操作為:將對比例1~5和實(shí)施例1~18提供的裡離子電池 W 0. 5C的倍率恒流充電至4. 5V,然后在6(TC下放置35天,測定裡離子電池的厚度膨脹率、內(nèi) 阻增加率、剩余容量和恢復(fù)容量,結(jié)果如表2所示。
[0037] 容量保持率的計算;對應(yīng)循環(huán)的容量保持率=(對應(yīng)循環(huán)的放電容量/首次循環(huán) 的放電容量)X 100%。
[0038] 高溫存儲性能的數(shù)據(jù)對比顯示,各實(shí)施例裡離子電池與對比例裡離子電池相比具 有更好的存儲性能,各實(shí)施例裡離子電池中隨著各添加劑量的變化,其存儲性能也隨著變 化。
[0039] 對比例1中只使用FEC添加劑,其存儲性能、循環(huán)性能和安全性能都表現(xiàn)較差;對 比例2中使用FEC和ADN的組合,其存儲性能略有提高,但其循環(huán)性能和安全性能仍然較 差;對比例3中FEC、ADN和DTD組合使用,其循環(huán)性能略有提高,但是其存儲性能惡化;對 比例4使用FEC、ADN和邸L組合,存儲和循環(huán)有所提高,但仍不能滿足要求;對比例5使用 FEC、ADN和DTD組合都在存儲方面有較大提高,安全性能也有所提高,但是循環(huán)性能仍然較 差。只有當(dāng)四種添加劑組合使用時,才能表現(xiàn)出理想的循環(huán)性能、存儲性能和安全性能。 [0040] 各種添加劑對存儲性能的影響如下:
[00川 GBL在組合添加劑中的使用的重量比為;0. 1%、5%、30%和40% (實(shí)施例1~4), 裡離子電池的厚度增加率和內(nèi)阻增加率隨著邸L用量的增加而減小,剩余容量的保持率和 恢復(fù)容量比率卻先增加后減小。邸L在陰極表面可形成純化膜,G化越多保護(hù)膜越厚,保護(hù) 性能越好;容量的保持率和恢復(fù)容量比率先增加是由于純化膜的形成,后減小是因?yàn)楸Wo(hù) 膜過厚會消耗更多的活性物質(zhì)。
[0042] DTD在組合添加劑中的使用的重量比為;0. 1%、0. 5%、3%和5% (實(shí)施例5~8), 裡離子電池的厚度增加率、內(nèi)阻增加率、剩余容量的保持率和恢復(fù)容量比率隨著DTD用量 的增加先減小后增加,DTD在陰陽極表面可形成純化膜,DTD越多保護(hù)膜越厚,保護(hù)性能越 好;但過多的DTD在未形成保護(hù)膜時,長期在電芯中存在會有部分分解反生副反應(yīng)影響存 儲性能。當(dāng)用量小于0. 5%時,存儲性能略差,大于3%時存儲性能有變差。
[0043] 陽0在組合添加劑中的使用的重量比為;1%、3%、5%、7%和10%(實(shí)施例9~ 13),存儲性能隨著FEC的增加而變差,特別是當(dāng)FEC大于5%時存儲性能更差,且有產(chǎn)氣現(xiàn) 象,送主要是因?yàn)镕EC在陽極表面形成的SEI膜在高溫下容易發(fā)生部分分解,尤其是未成 膜的FEC在高溫下更容易分解,均對高溫存儲不利,由于在循環(huán)方面的優(yōu)勢,還是要優(yōu)化使 用。
[0044] ADN在組合添加劑中的使用的重量比為;0. 1%、3%,5%、7%和9%(實(shí)施例14~ 18),當(dāng)用量小于3%時存儲較差,大于3%存儲基本穩(wěn)定,送主要是由于AND可W在陰極表 面形成純化膜減少電解液的氧化,更多的ADN不能持續(xù)提高存儲。
[0045] 表2對比例1~5和實(shí)施例1~18裡離子電池4. 5V 60°C存儲容量、厚度和內(nèi)阻
[0046]
[0047] 測試二:電池首次效率和45 °C循環(huán)性能測試
[004引 45°C下,將對比例1~5和實(shí)施例1~18提供的裡離子電池,W 0. 5C的倍率恒流 充電至4. 5V,然后恒壓充電至電流為0. 05C,然后用0. 5C恒電流放電至3. 0V,如此充電/放 電,分別計算電池循環(huán)50次、100次、200次和300次后的容量保持率,測試結(jié)果如表3所示。
[0049] 表3對比例1~5和實(shí)施例1~18裡離子電池首次效率和45°C反復(fù)充放電容量 保持率測試結(jié)果
[0050]
[005。 GBL在組合添加劑中的使用的重量比為;0. 1%、5%、30%和40% (實(shí)施例1~4), 電池的首次效率隨著邸L用量的增加而減小,循環(huán)后容量保持率邸L用量的增加而增加。 G化在陰極表面可W形成純化膜,G化越多保護(hù)膜越厚,循環(huán)性能越好;首次效率隨著G化用 量的增加而減小,是因?yàn)楸Wo(hù)膜過厚會消耗更多的活性物質(zhì),大于0. 1 %即可對循環(huán)性能有 所提局。
[0052] DTD在組合添加劑中的使用的重量比為;0. 1%、0. 5%、3%和5% (實(shí)施例5~8), 電池的首次效率隨著DTD增加先增加后穩(wěn)定,循環(huán)后容量保持率隨著DTD用量的增加先增 加后減小。DTD所形成的保護(hù)膜更薄且致密,消耗的活性物質(zhì)更少,因此首次效率提高。當(dāng) 保護(hù)膜薄到合適時,更多的DTD不能繼續(xù)提高首次效率。DTD在陰陽極表面可W形成純化 膜,DTD越多保護(hù)膜越厚,保護(hù)性能越好;但過多的DTD在未形成保護(hù)膜時,長期在電芯中存 在會有部分分解發(fā)生副反應(yīng)影響循環(huán)性能。
[0053] 陽0在組合添加劑中的使用的重量比為;1%、3%、5%、7%和10%(實(shí)施例9~ 13),電池的首次效率隨著FEC增加先增加后穩(wěn)定,循環(huán)后容量保持率FEC用量的增加而增 加。DTD所形成的保護(hù)膜更薄且致密,消耗的活性物質(zhì)更少,因此首次效率提高,當(dāng)保護(hù)膜 薄到合適時,更多的FEC不能繼續(xù)提高首次效率,F(xiàn)EC提高首次效率的能力比DTD稍弱;FEC 所形成的SEI膜非常穩(wěn)定,在循環(huán)中阻抗更小,可逆性更好。
[0054] ADN在組合添加劑中的使用的重量比為;0. 1%、3%,5%、7%和9%(實(shí)施例14~ 18),電池的首次效率隨著ADN增加而減小,循環(huán)后容量保持率隨ADN用量的增加先增加后 穩(wěn)定。ADN的加入使電解液粘度增加,極化增大,因此首次效率有所降低;ADN可W在陰極表 面形成良好的保護(hù)膜,隨著含量增加循環(huán)