锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备的制作方法

本发明涉及动力电池，具体涉及一种锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种电力驱动系统的电源被广泛应用于电动汽车、电动自行车和电动工具等，由于其具有较高的能量密度、长寿命以及快速充电等优点，已成为电力驱动系统的核心组成部分。

2、相比于其它类型的动力电池，锂离子电池具有显著的高能量密度，但随之带来的则是安全性和循环寿命方面的隐患。特别是在满电状态下，锂离子电池自身即处于高温环境，电池内部的正负极与电解液的反应活性进一步增强，导致反应放热量大幅增加，产生大量气体，容易引起锂离子电池体积膨胀，严重时可能导致内部短路的发生，严重影响锂离子电池的使用安全性。

技术实现思路

1、随着应用场景的不断拓展，锂离子电池不仅被要求在常温和高温环境下能够正常工作，还需要能够适应低温环境。为此提出了一种适配低温工作环境的低温电解液，该电解液为了保持低温下的高离子电导率和低界面阻抗，采用了低粘度的线性羧酸酯类溶剂。同时在添加剂中尽量减少或避免使用1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-propanesultone，ps)这一类高温成膜添加剂以避免增加低温阻抗。但这样的低温电解液又产生了在高温环境下性能较差的问题?？悸浅鱿终庖晃侍獾脑蛑饕腥缦铝椒矫妫?、线性羧酸酯类溶剂在高温下对电极材料和锂盐，特别是相对于常用锂盐六氟磷酸锂(lipf6)的化学和电化学稳定性不佳，与lipf6这样在高温下会分解的组分所产生的副产物进一步反应，导致还原产气；2、ps等高温添加剂的添加量过少也影响了固体电解质界面膜(solid?electrolyte?interface，sei)在高温环境下的稳定性。因此能够适应低温环境的低温电解液往往在高温环境下产气和活性锂损失变得更加严重，从而无法适应高温的工作环境。

2、本发明提出了一种锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备，通过本发明提供的锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备，能够在保证锂离子电池适应低温环境的同时，改善其在高温环境下工作，最终实现锂离子电池兼顾高温和低温的循环性能和储存性能，提高锂离子电池在各种极端环境下的工作性能及使用安全性。

3、为解决上述技术问题，本发明提供一种锂离子电池电解液，包括以下组分：

4、非水溶剂，所述非水溶剂包括线性羧酸酯类溶剂；

5、锂盐，所述锂盐中至少一种含有硫元素；以及

6、添加剂，所述添加剂包括噻吩，所述噻吩在所述电解液中的含量为0.1wt％-3wt％。

7、在本发明一实施例中，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基((三氟硼烷基)甲基)磺酸酯基锂、氟磺酸锂、三氟甲磺酸锂、双(五氟乙基磺?；?亚氨基锂中的至少一种。

8、在本发明一实施例中，所述锂盐还包括六氟磷酸锂和/或二氟草酸硼酸锂。

9、在本发明一实施例中，所述锂盐中的硫含量为26wt％-35wt％。

10、在本发明一实施例中，所述电解液在5℃时的粘度为0.5mm2/s-10.0mm2/s。

11、在本发明一实施例中，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、碳酸二乙酯中的任意一种或多种，且所述非水溶剂在所述电解液中的含量为75wt％-85wt％。

12、在本发明一实施例中，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和丙酸乙酯。

13、在本发明一实施例中，所述锂盐在所述电解液中的含量为10wt％-20wt％。

14、本发明还提供一种锂离子电池，包括上述所述的锂离子电池电解液。

15、本发明还提供一种电子设备，包括上述所述的锂离子电池。

16、综上所述，本发明提出一种锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备，能够在负极极片表面形成致密的耐高温的sei膜，该sei膜含有更耐高温且致密的磺酸基团，高温稳定性更好，且能够抑制负极活性锂和sei膜及电解液在高温下的反应，改善高温存储性能。同时，形成的sei膜中的磺酸基团具有电子绝缘性，高温稳定性更好，电子电导率更低，同时磺酸基团有较好的协助锂盐解离以及传输锂离子的作用，因此改善锂离子电池的高温循环性能。能够确保在形成致密的sei膜的同时，确保电解液的离子电导率，同时提高锂离子电池的高温循环和高温储存性能。能够降低电解液在低温下的粘度，能够在保证锂离子电池适应低温环境的同时，改善其在高温环境下工作，最终实现锂离子电池兼顾高温和低温的循环性能和储存性能，提高锂离子电池在各种极端环境下的工作性能及使用安全性。

技术特征：

1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、甲基((三氟硼烷基)甲基)磺酸酯基锂、氟磺酸锂、三氟甲磺酸锂、双(五氟乙基磺?；?亚氨基锂中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐还包括六氟磷酸锂和/或二氟草酸硼酸锂。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐中的硫含量为26wt％-35wt％。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述电解液在5℃时的粘度为0.5mm2/s-10.0mm2/s。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、丙酸乙酯、碳酸二乙酯中的任意一种或多种，且所述非水溶剂在所述电解液中的含量为75wt％-85wt％。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和丙酸乙酯。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐在所述电解液中的含量为10wt％-20wt％。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的锂离子电池电解液。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的锂离子电池。

技术总结
本发明提出了一种锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备，所述电解液至少包括：非水溶剂，所述非水溶剂包括线性羧酸酯类溶剂；锂盐，所述锂盐中至少一种含有硫元素；以及添加剂，所述添加剂包括噻吩，所述噻吩在所述电解液中的含量为0.1wt％?3wt％。通过本发明提出的锂离子电池电解液、锂离子电池及电子设备，能够在保证锂离子电池适应低温环境的同时，改善其在高温环境下工作，兼顾高温和低温的循环性能和储存性能，提高锂离子电池在各种极端环境下的工作性能及使用安全性。

技术研发人员：余乐,李谦,王仁和,闫博
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>株式会社AESC日本
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24