锂电池快充电解液
首页 企业 产品 技术 资讯 图库 视频 需求 会议 活动 产业
锂电池快充电解液
来源:大连中比动力电池有限公司
访问:172
简介: 一种锂电池快充电解液,涉及锂电池电解液技术领域,该电解液由有机溶剂、锂盐及功能添加剂构成体系。有机溶剂为环状与链状碳酸酯复配体系,锂盐采用六氟磷酸锂为主、双氟草酸硼酸锂为辅的复配形式,功能添加剂为苯并‑15‑冠‑5或苯并‑18‑冠‑6特异性螯合剂、亚磷酸三苯酯自由基清除剂及氟代碳酸乙烯酯成膜剂的组合,三者形成螯合‑清除‑界面稳定协同作用。该电解液可有效降低游离三价铁离子浓度、阻断链式副反应、强化电极界面稳定性,显著提升电池快充循环及高温储存性能,为快充型磷酸铁锂电池提供可靠的电解液解决方案。
权利要求

1.一种电池快充电解液,其特征在于:所述电解液由有机溶剂、锂盐、功能添加剂组成,各组分按质量百分比计为有机溶剂68%-85%、锂盐10%-20%、功能添加剂3%-12%;

所述有机溶剂由环状碳酸酯与链状碳酸酯复配而成,环状碳酸酯与链状碳酸酯的质量比为15-30:70-85;

所述锂盐为六氟磷酸锂与双氟草酸硼酸锂的复配体系,且六氟磷酸锂质量占锂盐总质量的90-95%、双氟草酸硼酸锂质量占锂盐总质量的5-10%;

所述功能添加剂为特异性螯合剂、亚磷酸三苯酯自由基清除剂、氟代碳酸乙烯酯成膜剂的协同组合,其中特异性螯合剂为苯并-15-冠-5或苯并-18-冠-6,且三者形成“螯合-自由基清除-界面稳定”协同作用体系。

2.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或两种,且环状碳酸酯在有机溶剂中的质量占比为12%-20%。

3.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的复配体系,二者质量比为2:3,且链状碳酸酯在有机溶剂中的质量占比为56%-65%。

4.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述环状碳酸酯为高纯度碳酸乙烯酯,其纯度不低于99.95%,所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的复配体系且水分含量低于10ppm。

5.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述锂盐的总浓度为1.0-1.2M。

6.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述特异性螯合剂为苯并-15-冠-5或苯并-18-冠-6,可降低电解液中游离浓度且不影响锂离子迁移。

7.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述亚磷酸三苯酯自由基清除剂可捕获催化生成的活性自由基,阻断引发的链式副反应。

8.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述氟代碳酸乙烯酯成膜剂可在石墨负极表面还原分解形成致密界面膜,且可与亚磷酸三苯酯自由基清除剂协同在正极侧形成稳定保护层。

9.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述功能添加剂中特异性螯合剂、亚磷酸三苯酯自由基清除剂、氟代碳酸乙烯酯成膜剂的质量比为0.1-1.0:0.5-2.0:3.0-8.0。

10.根据权利要求1所述锂电池快充电解液,其特征在于:所述功能添加剂的总质量占电解液总质量的5%-8%。

说明书

技术领域

[0001]本发明属于锂电池电解液技术领域,具体涉及一种锂电池快充电解液。

背景技术

[0002]在全球新能源产业持续扩张的产业背景下,磷酸铁锂电池凭借成本低廉、热稳定性优异、循环寿命长久等突出优势,已被广泛应用于动力电池储能系统等多个重要领域,尤其在高倍率快充场景中的应用需求日益攀升。然而在实际使用过程中,该类型电池的磷酸铁锂正极材料在长期充放电循环或高温储存工况下,易发生晶体结构微变,进而导致铁元素溶出并以二价和三价离子形态进入电解液体系,这一现象在快充工况下会因界面反应加剧而更为显著,成为诱发电池整体性能持续衰减的关键诱因。

[0003]二价铁离子与三价铁离子对电池性能的负面影响存在显著差异,二价铁离子主要会加剧电解液的常规单电子还原反应,促使氢气、甲烷、二氧化碳等常规气体生成量增加,对电池性能的破坏呈现渐进式特征;而三价铁离子因具备更高的电负性与配位数,会催化全新的副反应路径,一方面会促进自由基结合反应,另一方面会加速双电子还原过程,进而生成一氧化碳、乙烯、乙烷等非常规额外气体产物。随着这类气体在电池内部不断积累,当产气量达到临界值时,会引发电解液浸润不均的问题,造成局部活性物质失活,继而触发连锁式的性能崩溃,使电池容量衰减呈现非线性特征,且该问题在快充高倍率充放电时会进一步放大,严重缩短电池的使用寿命并威胁使用安全。

[0004]针对上述问题,现有技术中多采用氟代碳酸乙烯酯、磷酸酯类等常规添加剂缓解电解液自身分解,也有部分方案引入单一功能的金属离子螯合剂尝试捕获溶出金属离子,但前者仅能应对常规副反应,无法实现三价铁离子的靶向捕获,后者虽可降低游离金属离子浓度,却难以阻断三价铁离子催化的特殊副反应路径,更无法适配快充工况下的界面稳定性需求,无法从根本上解决三价铁离子引发的气体大幅增加与性能骤降问题。因此,开发一种可抑制三价铁离子催化副反应、减少异常产气且适配快充需求的新型电解液,已成为磷酸铁锂电池领域亟待突破的技术瓶颈。

发明内容

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷,本发明的实施例提供一种锂电池快充电解液,解决了现有技术中常规方案无法靶向捕获、阻断其催化的特殊副反应,且难以适配快充工况。

[0006]为解决上述问题,本发明提供如下技术方案:

一种锂电池快充电解液,所述电解液由有机溶剂、锂盐、功能添加剂组成,各组分按质量百分比计为有机溶剂68%-85%、锂盐10%-20%、功能添加剂3%-12%;

所述有机溶剂由环状碳酸酯与链状碳酸酯复配而成,环状碳酸酯与链状碳酸酯的质量比为15-30:70-85;

所述锂盐为六氟磷酸锂与双氟草酸硼酸锂的复配体系,且六氟磷酸锂质量占锂盐总质量的90-95%、双氟草酸硼酸锂质量占锂盐总质量的5-10%;

所述功能添加剂为特异性螯合剂、亚磷酸三苯酯自由基清除剂、氟代碳酸乙烯酯成膜剂的协同组合,其中特异性螯合剂为苯并-15-冠-5或苯并-18-冠-6,且三者形成“螯合-自由基清除-界面稳定”协同作用体系。

[0007]进一步地,所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种或两种,且环状碳酸酯在有机溶剂中的质量占比为12%-20%。此处碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯是高介电常数环状碳酸酯,可提升锂盐解离效率,但过量会导致电解液黏度升高;限定12%至20%的占比,既能保证锂盐充分解离所需的介电环境,又不会因黏度过高阻碍离子传输,为快充所需的高离子迁移速率奠定基础,解决了现有溶剂复配中“介电常数与流动性失衡”的问题。

[0008]进一步地,所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的复配体系,二者质量比为2:3,且链状碳酸酯在有机溶剂中的质量占比为56%-65%。此处碳酸二甲酯黏度极低但与电极兼容性一般,碳酸甲乙酯兼容性优异但流动性略差,二者按2:3复配可实现流动性与兼容性的最优平衡;同时限定56%至65%的占比,与环状碳酸酯形成精准配比,构建“高介电常数+低黏度”的溶剂环境,保障快充工况下锂离子的快速传输。

[0009]进一步地,所述环状碳酸酯为高纯度碳酸乙烯酯,其纯度不低于99.95%,所述链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯的复配体系且水分含量低于10ppm。此处高纯度碳酸乙烯酯可减少杂质引发的副反应,低水分链状碳酸酯体系能避免水分与六氟磷酸锂反应生成腐蚀性物质;该设计从原料层面保障电解液的稳定性,适配快充和高温储存工况,解决了溶剂杂质与水分影响电解液长期稳定性的问题。

[0010]进一步地,所述锂盐的总浓度为1.0-1.2M。此处锂盐浓度过低会导致离子数量不足,无法满足快充所需的离子传输速率;浓度过高则会显著增加电解液黏度,阻碍离子迁移。1.0至1.2M的浓度区间是基于协同体系优化的最优范围,可在保障足量锂离子的同时,避免黏度异常升高,确保快充工况下的离子传输效率。

[0011]进一步地,所述特异性螯合剂为苯并-15-冠-5或苯并-18-冠-6,可降低电解液中游离浓度且不影响锂离子迁移。此处苯并15冠5、苯并18冠6的分子空腔结构与半径匹配度高,可实现对的特异性螯合,同时其分子结构不会干扰锂离子的迁移通道。

[0012]进一步地,所述亚磷酸三苯酯自由基清除剂可捕获催化生成的活性自由基,阻断引发的链式副反应。此处亚磷酸三苯酯可分解产生含磷自由基,精准捕获这些活性自由基,从反应链条中端阻断副反应的持续发生;该设计与螯合剂形成“先螯合游离、再清除残留活性自由基”的协同逻辑。

[0013]进一步地,所述氟代碳酸乙烯酯成膜剂可在石墨负极表面还原分解形成致密界面膜,且可与亚磷酸三苯酯自由基清除剂协同在正极侧形成稳定保护层。此处氟代碳酸乙烯酯优先在石墨负极形成致密稳定的SEI膜,减少活性锂损耗;同时与亚磷酸三苯酯协同在正极形成保护层,抑制磷酸铁锂正极的溶出,形成“双界面防护”闭环,解决了现有成膜剂仅能单电极保护、无法适配快充双界面稳定需求的问题。

[0014]进一步地,所述功能添加剂中特异性螯合剂、亚磷酸三苯酯自由基清除剂、氟代碳酸乙烯酯成膜剂的质量比为0.1-1.0:0.5-2.0:3.0-8.0。此处若螯合剂占比过高会增加电解液成本且可能影响离子迁移,自由基清除剂不足则无法彻底阻断副反应,成膜剂过量会导致界面膜过厚增加阻抗。该比例区间是基于大量实验优化的最优范围,确保靶向螯合、自由基清除、界面成膜三者功能互补且不相互干扰。

[0015]进一步地,所述功能添加剂的总质量占电解液总质量的5%-8%。此处功能添加剂总量过低则无法实现预期的螯合、清除、成膜效果,总量过高会增加电解液黏度、降低离子导电性。

[0016]本发明的锂电池快充电解液,针对快充工况下磷酸铁锂电池因正极溶出催化特殊副反应、常规电解液方案无法兼顾靶向离子捕获、自由基阻断与双电极界面稳定的核心技术痛点。首先选取环状碳酸酯与链状碳酸酯复配形成有机溶剂体系,通过二者配比调控实现介电常数与离子迁移速率的平衡,为快充所需的高离子传输效率奠定基础;其次采用六氟磷酸锂为主、双氟草酸硼酸锂为辅的锂盐复配形式,在保障电解液离子导电性的同时提升体系化学稳定性;最后创新性引入苯并-15-冠-5或苯并-18-冠-6类特异性螯合剂、亚磷酸三苯酯自由基清除剂、氟代碳酸乙烯酯成膜剂构建三效协同功能添加剂组合,形成“先靶向螯合游离以切断副反应源头、再清除催化生成的活性自由基以阻断链式反应、最后强化正负极双界面稳定性以减少活性锂损耗与二次溶出”的全流程防控闭环,最终实现电解液在快充工况下对电池异常产气抑制、容量衰减缓解及长期稳定性提升的综合技术目标。

[0017]与现有技术相比,本发明的优点在于:

(1)本发明通过苯并-15-冠-5或苯并-18-冠-6的特异性螯合作用可有效降低电解液中游离浓度,配合亚磷酸三苯酯对活性自由基的精准清除,从反应源头和过程链条实现对催化的自由基结合及双电子还原等特殊副反应的全流程阻断,解决了现有方案难以应对该类副反应的技术痛点;

(2)本发明氟代碳酸乙烯酯可优先在石墨负极形成致密稳定的界面膜,同时其与亚磷酸三苯酯的协同作用能在磷酸铁锂正极侧构建防护层,实现正负极双界面的同步保护,减少快充工况下活性锂的不可逆损耗及正极的二次溶出,保障电极界面的长期完整性;

(3)本发明环状碳酸酯与链状碳酸酯的复配体系实现了介电常数与黏度的平衡,配合1.0至1.2M的锂盐总浓度,既保证了锂盐的充分解离以提供足量锂离子,又避免了电解液黏度过高阻碍离子迁移,为快充工况下的高倍率离子传输奠定了基础;

(4)本发明六氟磷酸锂与双氟草酸硼酸锂的复配形式可抑制六氟磷酸锂的水解反应,同时高纯度环状碳酸酯与低水分链状碳酸酯的原料选型,减少了杂质及水分引发的电解液分解和有害产物生成,显著提升了电解液在高温储存及循环工况下的化学稳定性;

(5)本发明功能添加剂中螯合剂、自由基清除剂、成膜剂的特定配比,实现了“螯合-自由基清除-界面稳定”的功能闭环,且各组分功能不相互干扰,既保障了对副反应的抑制效果,又不影响锂离子的正常迁移,避免了现有单一功能添加剂顾此失彼的局限性;

(6)本发明基于上述多重技术效果的协同作用,电池在快充循环及高温储存工况下的异常产气现象得到有效缓解,容量非线性衰减问题得以改善,整体循环稳定性和储存可靠性显著提升,从而延长了电池的实际服役寿命。

附图说明

[0018]图1是本发明一种锂电池快充电解液制备方法的流程图。

具体实施方式

[0019]为了便于理解本发明,下文将结合附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

[0020]除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。

[0021]除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

[0022]实施例1

一种本发明的锂电池快充电解液,以电解液总质量100wt%计,所述电解液由有机溶剂、锂盐和功能添加剂组成;其中有机溶剂占比78wt%,由环状碳酸酯和链状碳酸酯复配而成,环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,占有机溶剂的18wt%,链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯按2:3的比例复配,占有机溶剂的60wt%;锂盐占比15wt%,采用六氟磷酸锂为主、双氟草酸硼酸锂为辅的复配形式,其中六氟磷酸锂占锂盐总质量的93wt%,双氟草酸硼酸锂占锂盐总质量的7wt%,锂盐总浓度为1.1M;功能添加剂占比7wt%,由苯并-15-冠-5、亚磷酸三苯酯和氟代碳酸乙烯酯组成,三者质量比为0.5:1.5:5,其中苯并-15-冠-5占0.5wt%、亚磷酸三苯酯占1.5wt%、氟代碳酸乙烯酯占5wt%。

[0023]参考图1,本实施例的锂电池快充电解液的制备方法,包括以下步骤,

S1.在干燥氩气氛围下(其中氩气露点≤-45℃、氧含量≤10ppm),室温条件下以400r/min的转速将碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯混合搅拌15min至均匀;

S2.依次加入六氟磷酸锂、双氟草酸硼酸锂,保持400r/min的转速持续搅拌30min至完全溶解;

S3.最后加入苯并-15-冠-5、亚磷酸三苯酯和氟代碳酸乙烯酯,继续以400r/min的转速搅拌20min,经0.2μm陶瓷滤膜真空过滤(过滤压力为-0.08MPa),得到电解液。

[0024]实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于,功能添加剂中的苯并-15-冠-5替换为等质量占比为0.5wt%的苯并-18-冠-6,其余组分、占比及制备方法均与实施例1完全一致。

[0025]实施例3

本实施例与实施例1不同之处在于,以电解液总质量100wt%计,有机溶剂占比78wt%,其中环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,占有机溶剂的18wt%,链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯按2:3的比例复配,占有机溶剂的60wt%;锂盐占比14wt%,其中六氟磷酸锂占锂盐总质量的93wt%,双氟草酸硼酸锂占锂盐总质量的7wt%,锂盐总浓度为1.0M;功能添加剂占比8wt%,由苯并-15-冠-5、亚磷酸三苯酯和氟代碳酸乙烯酯组成,三者质量比为0.8:2.0:5.8,其中苯并-15-冠-5占0.8wt%、亚磷酸三苯酯占2.0wt%、氟代碳酸乙烯酯占5.8wt%,其余组分、占比及制备方法均与实施例1完全一致。

[0026]实施例4

本实施例与实施例1不同之处在于,以电解液总质量100wt%计,有机溶剂占比78wt%,其中环状碳酸酯为高纯度碳酸乙烯酯,占有机溶剂的18wt%,纯度为99.96%,链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯按2:3的比例复配,占有机溶剂的60wt%,水分含量≤8ppm;锂盐占比15wt%,其中六氟磷酸锂占锂盐总质量的93wt%,双氟草酸硼酸锂占锂盐总质量的7wt%,锂盐总浓度为1.1M;功能添加剂占比7wt%,由苯并-15-冠-5、亚磷酸三苯酯和氟代碳酸乙烯酯组成,其中苯并-15-冠-5占0.5wt%、亚磷酸三苯酯占1.5wt%、氟代碳酸乙烯酯占5.0wt%,其余组分、占比及制备方法均与实施例1完全一致。

[0027]实施例5

本实施例与实施例1不同之处在于,以电解液总质量100wt%计,有机溶剂占比82wt%,其中环状碳酸酯为碳酸乙烯酯,占有机溶剂的12wt%,链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯按2:3的比例复配,占有机溶剂的70wt%;锂盐占比12wt%,其中六氟磷酸锂占锂盐总质量的94wt%,双氟草酸硼酸锂占锂盐总质量的6wt%,锂盐总浓度为1.0M;功能添加剂占比6wt%,由苯并-18-冠-6、亚磷酸三苯酯和氟代碳酸乙烯酯组成,其中苯并-18-冠-6占0.3wt%、亚磷酸三苯酯占1.2wt%、氟代碳酸乙烯酯占4.5wt%,其余组分、占比及制备方法均与实施例1完全一致。

[0028]实施例6

本实施例与实施例1不同之处在于,以电解液总质量100wt%计,有机溶剂占比78wt%,其中环状碳酸酯为碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯的混合物,总占有机溶剂的18wt%(其中碳酸乙烯酯占10wt%、碳酸丙烯酯占8wt%),链状碳酸酯为碳酸二甲酯与碳酸甲乙酯按2:3的比例复配,占有机溶剂的60wt%,其余组分、占比及制备方法均与实施例1完全一致。

[0029]对比例1

本对比例与实施例1不同之处在于,删除功能添加剂中的苯并-15-冠-5,功能添加剂调整为1.5wt%亚磷酸三苯酯和5.5wt%氟代碳酸乙烯酯,功能添加剂总占比为7wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0030]对比例2

本对比例与实施例1不同之处在于,删除功能添加剂中的亚磷酸三苯酯,功能添加剂调整为0.5wt%苯并-15-冠-5和6.5wt%氟代碳酸乙烯酯,功能添加剂总占比为7wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0031]对比例3

本对比例与实施例1不同之处在于,删除功能添加剂中的氟代碳酸乙烯酯,功能添加剂调整为0.5wt%苯并-15-冠-5和6.5wt%亚磷酸三苯酯,功能添加剂总占比为7wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0032]对比例4

本对比例与实施例1不同之处在于,将功能添加剂中的苯并-15-冠-5替换为等质量的锂电池电解液常用非特异性螯合剂柠檬酸三乙酯0.5wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0033]对比例5

本对比例与实施例1不同之处在于,功能添加剂调整为2.0wt%苯并-15-冠-5、0.3wt%亚磷酸三苯酯、4.7wt%氟代碳酸乙烯酯,功能添加剂总占比为7wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0034]对比例6

本对比例与实施例1不同之处在于,将有机溶剂中的碳酸乙烯酯替换为纯度99.5%的低纯度碳酸乙烯酯,链状碳酸酯混合体系水分含量保持≤8ppm,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0035]对比例7

本对比例与实施例1不同之处在于,用现有技术组合体系常规螯合剂柠檬酸三乙酯0.5wt%加常规成膜剂碳酸亚乙烯酯6.5wt%替代实施例1的三效协同功能添加剂,组合添加剂总占比为7wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0036]对比例8

本对比例与实施例1不同之处在于,功能添加剂中苯并-15-冠-5的占比调整为2.0wt%,亚磷酸三苯酯1.5wt%、氟代碳酸乙烯酯3.5wt%,功能添加剂总占比为7wt%,其余组分和制备方法均与实施例1完全一致。

[0037]将实施例1-6及对比例1-8中的电解液进行测试,测试方法如下:

1.3000次循环容量保持率:将各案例电解液注入石墨电芯,在25℃环境下以1C电流充电至3.65V(恒压至电流≤0.05C)、1C电流放电至3.0V,重复循环3000次,计算第3000次放电容量与初始放电容量的百分比;

2.180天储存容量恢复率:将上述电芯以1C充电至3.65V(恒压至电流≤0.05C)后,置于60℃恒温箱中密封储存180天,储存后在25℃下以1C放电至3.0V记录储存后容量,再经1C充放电一次记录恢复容量,计算恢复容量与初始容量的百分比;

3.异常产气总量(相对于实施例1):采用密封量气装置,将满电后的石墨电芯分别在25℃1C循环3000次及60℃储存180天条件下,实时收集产生的气体体积,汇总后计算各案例总产气体积与实施例1总产气体积的比值百分比。

[0038]表1:实施例1-6和对比例1-8实验结果

[0039]综上,参考表1,实施例的3000次循环容量保持率、180天储存容量恢复率均显著高于对比例,异常产气总量显著低于对比例,体现“特异性螯合-自由基清除-界面稳定”协同体系及各技术特征的技术价值。

[0040]对比例1因缺失特异性螯合剂,游离持续催化自由基结合与双电子还原反应,异常产气总量达实施例1的286%,大量气体导致电解液浸润不均、局部活性物质失活,使得3000次循环容量保持率仅75.2%,60℃储存180天容量恢复率降至68.4%。对比例2缺失自由基清除剂,催化生成的活性自由基无法被捕获,链式副反应持续推进,异常产气总量为243%,电池循环过程中活性锂损耗加剧,储存时电极界面反应持续发生,故循环容量保持率78.5%、储存容量恢复率71.2%均处于较低水平。对比例3缺失成膜剂,电极界面稳定性不足,二次溶出加剧且电解液与电极副反应频繁,异常产气总量261%,气体积累破坏电极结构完整性,导致循环容量保持率80.3%,储存时性能衰减更显著,容量恢复率仅67.8%。对比例4采用非特异性螯合剂柠檬酸三乙酯,无法精准靶向捕获,其催化活性未被有效抑制,异常产气总量215%,电池循环与储存过程中副反应持续发生,使得循环容量保持率82.6%、储存容量恢复率74.5%。对比例5功能添加剂配比偏离限定范围,螯合剂过量导致协同失衡,螯合与自由基清除效率下降,异常产气总量192%,循环过程中容量衰减速率加快,储存时性能恢复受限,故循环容量保持率83.1%、储存容量恢复率76.8%。对比例6使用低纯度碳酸乙烯酯,溶剂中杂质促进电解液分解并放大催化效应,异常产气总量157%,电池循环与储存时额外副反应增加,容量损耗加剧,因此循环容量保持率86.4%、储存容量恢复率79.3%。对比例7采用常规螯合剂与成膜剂的组合体系,缺乏自由基清除环节,无法阻断催化的全流程副反应,异常产气总量231%,循环与储存过程中异常产气持续积累,容量不断损耗,导致循环容量保持率81.8%、储存容量恢复率73.6%。对比例8螯合剂用量过量,与锂离子竞争结合阻碍离子传输,同时破坏协同体系平衡,抑制效果减弱,异常产气总量175%,循环时离子传输效率下降,储存时活性锂损耗增加,故循环容量保持率84.2%、储存容量恢复率78.5%。

[0041]实施例1通过苯并-15-冠-5、亚磷酸三苯酯与氟代碳酸乙烯酯构建完整协同体系,搭配符合技术方案限定比例的复配有机溶剂与锂盐,有效捕获并阻断其催化副反应,异常产气总量控制在100%;电极界面稳定且活性锂损耗少,故3000次循环容量保持率达92.5%,60℃储存180天容量恢复率为86.3%。

[0042]实施例2将特异性螯合剂替换为苯并-18-冠-6,仍能精准捕获且协同体系功能稳定,异常产气总量102%;循环与储存过程中电池性能衰减缓慢,因此3000次循环容量保持率92.2%,60℃储存180天容量恢复率86.1%。

[0043]实施例3调整各组分占比,使功能添加剂总占比提升至8wt%,协同作用略有优化,进一步减少异常产气至98%;循环时副反应抑制更充分,储存时体系稳定性更高,故3000次循环容量保持率92.8%,60℃储存180天容量恢复率86.7%。

[0044]实施例4使用高纯度碳酸乙烯酯且控制溶剂水分含量,减少杂质引发的额外副反应,异常产气总量降至94%;高温储存过程中体系稳定性显著提升,因此3000次循环容量保持率92.6%,60℃储存180天容量恢复率达87.5%。

[0045]实施例5功能添加剂总占比为6wt%,但协同体系仍能有效发挥作用,异常产气总量104%;循环与储存时性能衰减得到有效控制,故3000次循环容量保持率92.0%,60℃储存180天容量恢复率86.0%。

[0046]实施例6采用碳酸乙烯酯与碳酸丙烯酯的混合环状碳酸酯,溶剂体系符合配比要求且兼容性良好,未影响协同体系功能,异常产气总量103%;电池循环与储存性能保持稳定,因此3000次循环容量保持率92.1%,60℃储存180天容量恢复率86.2%。

说明书附图(1)

0
0
0
0
0
         
标签:锂电池电解液,电解液技术
广州铭谦选矿设备有限公司宣传
广州铭谦选矿设备有限公司宣传
相关技术
评论(0条)
200/200
牛津仪器科技(上海)有限公司宣传
发布
技术

顶部
北方有色网-互联网服务平台-关于我们
Copyright 2025 China-mcc.com All Rights Reserved
备案号:京ICP备11044340号-3
电信业务经营许可证编号:京B2-20242293
京公网安备 11010702002294号