本申请涉及储能领域,具体涉及一种非水电解液、锂离子电池和电子装置。
背景技术:
1、近年来,信息相关设备或通信设备(个人电脑、便携电话等小型设备)、以及面向需要高能量密度的用途的蓄电系统、电动汽车、混合动力汽车、燃料电池车辅助电源、蓄电等的大型设备、以及面向需要能源的用途的蓄电系统备受关注。作为其候补之一,积极地开发了锂离子电池、钠离子电池等非水电解液电池。
2、这些非水电解液电池存在多种已经实用化的电池,但各特性在各种用途中尚无法令人满足。尤其在电动汽车等车载用途等的情况下,由于在寒冷时期也要求较高的输入输出特性,因此低温特性的提高是重要的,以及在高温环境下使其重复充放电的情况下,也要求内部电阻的增加少的特性,且对安全性能的要求格外关注。
3、一直以来作为改善非水电解液电池的低温特性和重复充放电时的电池特性的手段,研究了以正极、负极的活性物质为首的各种电池构成要素的最佳化。非水电解液相关技术也不例外,提出了利用各种添加剂来抑制在活性的正极、负极的表面由非水电解液分解所导致的劣化。
技术实现思路
1、现有技术文献中公开的使用了非水电解液的非水电解液电池中,无法充分地满足在高温下的耐久性能及在低温下的输出性能的兼顾,存在改善的余地。
2、本申请发明人鉴于上述问题而进行深入研究,公开了一种锂离子电池用非水电解液,其是在非水溶剂中溶解有锂盐的非水电解液,上述非水电解液含有特定量的二氟磷酸锂、丙酸丙酯、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、以及含硼锂盐,将上述非水电解液中的二氟磷酸锂与1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷的合计含量设定为特定的范围,将丙酸丙酯与含硼锂盐的合计含量设定为特定的范围。通过使用该非水电解液,不仅能够改善锂离子电池的初始效率,还能够抑制电阻增加,显著提升锂离子电池的输出性能、高温保存性能,从而完成本申请。
3、即,本申请提供下述的(1)~(3):
4、(1)一种锂离子电池用非水电解液,其是在非水溶剂中溶解锂盐的非水电解液,基于非水电解液总质量,所述非水电解液中含有:
5、(i) 含量为0.01质量%以上且4质量%以下的二氟磷酸锂、
6、(ii) 含量为8质量%以上且60质量%以下的丙酸丙酯、
7、(iii) 含量为0.7质量%以上且5质量%以下的1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、
8、(iv) 含量为0.01质量%以上且3质量%以下的含硼锂盐,
9、所述(i)与所述(iii)的合计含量为1.15质量%以上且6.5质量%以下,所述(ii)与所述(iv)的合计含量为8.05质量%以上且60.05质量%以下。
10、(2)一种锂离子电池,其是具备正极、负极及非水电解液的锂离子电池,该非水电解液为上述非水电解液;所述正极包含具有铝、镁、钛、锆、镧、铱、铈、钨中至少三种元素的钴酸锂;和/或,所述负极包含负极活性物质,所述负极活性物质选自锂金属、锂合金、能够嵌入及脱嵌锂的碳材料、单质锡、锡化合物、单质硅、硅氧化合物、硅碳化合物以及钛酸锂化合物中的至少1种。
11、(3)一种电子装置,其包括上述的锂离子电池。
12、发明的效果
13、通过使用该非水电解液,不仅能够改善锂离子电池的初始效率,还能够抑制电阻增加,显著提升锂离子电池的低温输出性能、高温保存性能。
1.一种非水电解液,其特征在于,所述非水电解液包括非水溶剂和锂盐,基于非水电解液总质量,所述非水电解液中含有:
2.根据权利要求1所述的非水电解液,其特征在于,所述(iv)包括四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双草酸硼酸锂、四氰基硼酸锂、四(三氟甲基)硼酸锂、(三氟甲基)三氟硼酸锂、双(三氟甲基)二氟硼酸锂、五氟乙基三氟硼酸锂、二氰基草酸硼酸锂、双丙二酸根合硼酸锂、(2-氟代丙二酸根)合二氟硼酸锂、丙二酸根草酸根合硼酸锂、二(水杨酸根合)硼酸锂、二(邻苯二酚根)合硼酸锂、甲氧基三氰基硼酸锂、乙氧基三氰基硼酸锂、四甲氧基硼酸锂、四乙氧基硼酸锂、四(三氟甲氧基)硼酸锂、四(2,2,2-三氟乙氧基)硼酸锂、聚四(对苯二酚氧)硼酸锂、硫酸二(三氟硼酸)二锂、二氟硼酸锂、甲烷二磺酸根合二氟硼酸锂、二氟磷酰氧基三氟硼酸锂、二(二氟磷酰氧基)二氟硼酸锂、四(二氟磷酰氧基)硼酸锂中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述(i)的含量为0.05质量%以上且3.7质量%以下;或所述(iii)的含量为0.8质量%以上且4.1质量%以下;或所述(i)与所述(iii)的合计含量为1.25质量%以上且6.5质量%以下。
4.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述(i)的含量为0.07质量%以上且2.6质量%以下;或所述(iii)的含量为1.2质量%以上且3.6质量%以下;或所述(i)与所述(iii)的合计含量为1.35质量%以上且6.2质量%以下。
5.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述(i)的含量为0.11质量%以上且1.3质量%以下;或所述(iii)的含量为1.2质量%以上且2.7质量%以下;或所述(i)与所述(iii)的合计含量为1.35质量%以上且6.5质量%以下。
6.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述(ii)的含量为8.5质量%以上且39.5质量%以下;或所述(iv)的含量为0.03质量%以上且2.5质量%以下;或所述(ii)与所述(iv)的合计含量为8.55质量%以上且39.55质量%以下。
7.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述(ii)的含量为9质量%以上且41.6质量%以下;或所述(iv)的含量为0.05质量%以上且1.8质量%以下;或所述(ii)与所述(iv)的合计含量为10.75质量%以上且41.65质量%以下。
8.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述(ii)的含量为15.6质量%以上且58.9质量%以下;或所述(iv)的含量为0.12质量%以上且1.8质量%以下;或所述(ii)与所述(iv)的合计含量为32.75质量%以上且58.95质量%以下。
9.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,所述非水电解液进一步包含其他腈基化合物,所述其他腈基化合物包括丁二腈、己二腈、乙二醇二(丙腈)醚、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己三甲腈、1,2,6-己三甲腈、1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)乙烷、1,1,1-三(氰基乙氧基亚甲基)丙烷、3-甲基-1,3,5-三(氰基乙氧基)戊烷、1,2,7-三(氰基乙氧基)庚烷、1,2,6-三(氰基乙氧基)己烷或1,2,5-三(氰基乙氧基)戊烷中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的非水电解液,其特征在于,所述其他腈基化合物包括丁二腈和己二腈;或所述其他腈基化合物包括丁二腈和乙二醇二(丙腈)醚;或所述其他腈基化合物包括己二腈和乙二醇二(丙腈)醚;或所述其他腈基化合物包括丁二腈和1,3,6-己三甲腈;或所述其他腈基化合物包括己二腈和1,3,6-己三甲腈;或所述其他腈基化合物包括乙二醇二(丙腈)醚和1,3,6-己三甲腈。
11.根据权利要求9所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述其他腈基化合物的含量为0.3质量%以上且8质量%以下。
12.根据权利要求9所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述其他腈基化合物的含量为0.6质量%以上且7.1质量%以下。
13.根据权利要求9所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述其他腈基化合物的含量为1.4质量%以上且6.2质量%以下。
14.根据权利要求1或2所述的非水电解液,其特征在于,所述非水电解液进一步包括第一物质,所述第一物质包括单氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟磺酸锂、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙二醇环硫酸酯、氟苯、环己基苯、联苯、三(三甲基硅烷)磷酸酯、三(三甲基硅烷)硼酸酯中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的非水电解液,其特征在于,所述第一物质包括二氟磷酸锂和氟磺酸锂;或所述第一物质包括单氟磷酸锂和氟代碳酸乙烯酯;或所述第一物质包括单氟磷酸锂和1,3-丙烷磺酸内酯;或所述第一物质包括氟磺酸锂和1,3-丙烷磺酸内酯;或所述第一物质包括硫酸乙烯酯和1,3-丙烷磺酸内酯;或所述第一物质包括三(三甲基硅烷)磷酸酯和硫酸乙烯酯;或所述第一物质包括三(三甲基硅烷)硼酸酯和硫酸乙烯酯。
16.根据权利要求14所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述第一物质的含量为0.3质量%以上且10质量%以下。
17.根据权利要求14所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述第一物质的含量为0.9质量%以上且4.6质量%以下。
18.根据权利要求14所述的非水电解液,其特征在于,基于非水电解液总质量,所述第一物质的含量为5.3质量%以上且8.2质量%以下。
19.一种锂离子电池,其是具备正极、负极及非水电解液的锂离子电池,其特征在于,该非水电解液为权利要求1至18中任一项所述的非水电解液;所述正极包含具有铝、镁、钛、锆、镧、铱、铈、钨中至少三种元素的钴酸锂;和/或,
20.一种电子装置,其包括根据权利要求19中所述的锂离子电池。
