一种低温锂离子电池电解液

技术领域

一种低温锂离子电池电解液，属于低温锂离子电池电解液技术领域。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、放电电压高、循环寿命长、易于维护保养等优点，现今锂离子电池的使用领域明显受到工作温度范围尤其是低温下限的限制。消费级电子设备要求电源的工作温度下限通常在-20 ℃，基本与常规锂离子电池极限工作温度相一致；然而，为了适应地域和季节温度差异，EV/HEV的动力电源通常需要长期在-30 ℃甚至更低的温度下稳定工作；宇航/军事装备需要更强的生存能力和适应性，要求搭载的电池系统具备更低的工作温度范围，低温极限拓展至-50 ℃以下，较民用品在低温性能上提出更高的要求。

中国专利CN108155416A公开了一种选用LiBF

现有的低温锂离子电池，难以实现稳定的低温性能，或者即使获得了较好的低温性能，也无法兼顾稳定的常温电性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种低温与常温电性能、循环均较好，同时不同批次电性能统一性高的低温锂离子电池电解液。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，其特征在于：锂盐为LiBOB、LiBF

本专利中选用LiBOB、LiBF

优选的，所述的锂盐在有机溶剂中的浓度为0.6~0.9mol/L。

优选的，所述的锂盐在有机溶剂中的浓度为0.7~0.8mol/L。

优选的，所述的锂盐为LiBOB、LiBF

优选的，所述的环状碳酸酯为碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯按摩尔比0.3~1：0.3~1的混合物。

碳酸酯类溶剂可分为以 EC（碳酸乙烯酯）、PC（碳酸丙烯酯）为主的环状碳酸酯和以DEC（碳酸二乙酯）、DMC（碳酸二甲酯）、EMC（碳酸甲乙酯）为主的链状碳酸酯。

环状碳酸酯EC、PC相比于链状，其结构具有更大的极性，因此其介电常数明显更高，有利于LiBF

优选的，所述的链状碳酸酯为碳酸甲乙酯。

优选的，所述的羧酸酯为乙酸乙酯。

羧酸酯类溶剂主要有MF（甲酸甲酯）、MA（乙酸甲酯）、 EA（乙酸乙酯）等。

低熔点的EMC作为共溶剂极大拓宽了电解液的使用温度范围，用于提升低温性能十分有效。链状羧酸酯类溶剂具有比链状碳酸酯更低的熔点与黏度，并在低温下具有相对更高的电导率，因此也常用作电解液的溶剂。但羧酸酯类溶剂由于沸点较低，闪点较低，蒸汽压较高，作为共溶剂可能会降低电解液高温下应用的安全性，仅适用于低温溶剂体系，一般需和碳酸酯混合使用。因此本方案中采用环状、链状碳酸酯和羧酸酯混合溶剂作为电解液溶剂，能够进一步配合上述的三种特定锂盐，获得更优的低温性能，并且不影响常温性能。

优选的，所述的有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯按体积比0.3：0.5：1：0.7的混合物。

优选的，其工作温度为-30~40℃。

本发明制得的低温锂离子电池电解液不仅具有较高的低温电性能，其能够在常温下也保持较好的充放电循环性能，属于低温锂电池领域的同时，也能应用于常温工作环境。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：利用三种锂盐与特定溶剂的配合，获得的电解液具备优异的低温性能，并且不影响常温性能，同时，利用各组分间的互补、制衡，能够使每次获得的电解液均具有稳定的电性能，大大提高产品的稳定性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，实施例1是本发明的最佳实施例。

实施例1

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，锂盐为LiBOB、LiBF

实施例2

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，锂盐为LiBOB、LiBF

实施例3

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，锂盐为LiBOB、LiBF

实施例4

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，碳酸甲乙酯替换为碳酸二甲酯，其他条件与实施例1相同。

实施例5

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，乙酸乙酯替换为乙酸甲酯，其他条件与实施例1相同。

实施例6

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，碳酸乙烯酯替换为碳酸丙烯酯（碳酸丙烯酯的摩尔比例达到0.8），其他条件与实施例1相同。

对比例1

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，LiBOB替换为LiPO

对比例2

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，LiPO

对比例3

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，LiBOB替换为LiODFB，其他条件与实施例1相同。

对比例4

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，LiPO

对比例5

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，LiBF

对比例6

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，碳酸甲乙酯替换为碳酸乙烯酯（不添加链状碳酸酯），其他条件与实施例1相同。

对比例7

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，不添加环状碳酸酯，碳酸甲乙酯与乙酸乙酯的体积比设置为2：0.7，其他条件与实施例1相同。

对比例8

一种低温锂离子电池电解液，包括锂盐与有机溶剂，不添加乙酸乙酯，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯的体积比设置为0.5：1：1，其他条件与实施例1相同。

性能测试

对实施例与对比例制得的低温锂离子电池电解液性能测试，采用的方法为：

将以上低温锂离子电池电解液制成锂离子电池，正极采用钴酸锂，负极为锂片，隔膜为Celgard 2400隔膜，集流体为铝箔，组装纽扣半电池并静置12h。

在室温25℃恒温下以1/10C 2.7V到4.2V进行充放电对电池进行活化，随后分别在-20℃和常温25℃条件下以1/10C和1C充放电循环。

对同一实施例或对比例的低温锂离子电池电解液制得的多个锂离子电池，进行性能稳定性测试，验证同一批次的电解液制得的锂离子电池相互之间循环性能差距，用循环100周后容量保持率的最大差值表示电解液的稳定性；差值越大，则证明该实施例或对比例制得的低温锂离子电池电解液生产出的同一批锂离子电池越不稳定。

性能测试结果见下表1。

表1 电性能

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。