1.本发明涉及一种锂离子电池用高温电解液。
背景技术：
2.锂离子电池的高温性能主要受电解液的影响，电解液在高温下保持稳定，不发生副反应，不产气，则锂离子电池的性能在高温下的性能就比较稳定，因此高温电解液的研发对于电池的高温性能具有巨大影响，但是高温性能提高的同时，倍率性能会受到影响，因此，需要研发在高温高倍率下能够稳定发挥性能的电解液。
技术实现要素：
3.本发明提供了一种锂离子电池用高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为环状碳酸酯和碳酸二甲酯，其中环状碳酸酯和碳酸二甲酯的体积比为8:1
‑
9:1；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；其中乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜之间的体积比为，乙酸丙酯：1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮：烯丙基苯砜＝0.65+x：x：y；其中x:y＝0.75
‑
0.85:1；本发明提供的高温电解液，乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜共同形成稳定的sei膜，提高电解液在高温环境下的电极惰性，降低产气，提高循环性能。
4.具体的方案如下：
5.一种锂离子电池用高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为环状碳酸酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；其中乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜之间的体积比为，乙酸丙酯：1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮：烯丙基苯砜＝0.65+x：x：y；其中x:y＝0.75
‑
0.85:1。
6.进一步的，其中环状碳酸酯和碳酸二甲酯的体积比为8:1
‑
9:1。
7.进一步的，所述乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度为，乙酸丙酯为1.4％
‑
1.67％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.75
‑
1.02％；烯丙基苯砜为1
‑
1.2％。
8.进一步的，一种锂离子电池的高温化成方法，其中包括：
9.1)注入占总电解液体积40
‑
50％的高温电解液，所述高温电解液为权利要求1
‑
3任一项所述的高温电解液；
10.2)加热至65
‑
70摄氏度，老化；
11.3)注入余下的高温电解液；
12.4)恒流充电至第一预定电压；
13.5)调整温度至3
‑
5摄氏度；
14.6)在第一预定电压和第二预定电压以小电流恒流充放电若干次；
15.7)抽真空排气；
16.8)在充电截止电压和放电截止电压之间恒流充放电循环若干次：
17.9)抽真空排气；
18.10)封口得到所述锂离子电池。
19.进一步的，其中所述第一预定电压(v)＝放电截止电压+12.2*乙酸丙酯的体积浓度。
20.进一步的，所述小电流为0.02
‑
0.03c，其中所述第二预定电压(v)＝第一预定电压+8.6*(1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度之和)。
21.进一步的，所述步骤2中的老化时间为4小时以上。
22.本发明具有如下有益效果：
23.发明人发现，添加剂中对于通过将乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜组合使用，在高温下的循环特性能够提高，具体理由虽然还不明确，但认为其原因在于：乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜能够在正负极表面均有效形成稳定的sei膜，提高电解液在高温下的惰性，降低气体的产生。进一步的，发明人发现，当乙酸丙酯：1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮：烯丙基苯砜的体积比满足0.65+x：x：y；且x:y＝0.75
‑
0.85:1时，高温循环性能得到极大提升，可能是与sei膜的具体成分有关，通过特定的高温化成方法，能够有效降低化成时的气体产生量，提高化成效果，从而提高循环寿命。
具体实施方式
24.本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。本发明中使用的所述锂离子二次电池采用钴酸锂正极以及石墨负极。其中充电截止电压为4.2v，放电截止电压为2.7v。
25.实施例1
26.1)注入占总电解液体积40％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；所述乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度为，乙酸丙酯为1.4％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.75％；烯丙基苯砜为1％；
27.2)加热至65摄氏度，老化6h；
28.3)注入余下的高温电解液；
29.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝放电截止电压+12.2*乙酸丙酯的体积浓度＝2.87v；
30.5)调整温度至3摄氏度；
31.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝第一预定电压+8.6*(1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度之和)＝3.02v。
32.7)抽真空排气；
33.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
34.9)抽真空排气；
35.10)封口得到所述锂离子电池。
36.实施例2
37.1)注入占总电解液体积50％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；所述乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度为，乙酸丙酯为1.67％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为1.02％；烯丙基苯砜为1.2％；
38.2)加热至70摄氏度，老化6h；
39.3)注入余下的高温电解液；
40.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝放电截止电压+12.2*乙酸丙酯的体积浓度＝2.90v；
41.5)调整温度至5摄氏度；
42.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝第一预定电压+8.6*(1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度之和)＝3.09v。
43.7)抽真空排气；
44.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
45.9)抽真空排气；
46.10)封口得到所述锂离子电池。
47.实施例3
48.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；所述乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度为，乙酸丙酯为1.45％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.8％；烯丙基苯砜为1％；
49.2)加热至65摄氏度，老化6h；
50.3)注入余下的高温电解液；
51.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝放电截止电压+12.2*乙酸丙酯的体积浓度＝2.88v；
52.5)调整温度至4摄氏度；
53.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝第一预定电压+8.6*(1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度之和)＝3.03v。
54.7)抽真空排气；
55.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
56.9)抽真空排气；
57.10)封口得到所述锂离子电池。
58.对比例1
59.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯为1.45％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.8％；
60.2)加热至65摄氏度，老化6h；
61.3)注入余下的高温电解液；
62.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝2.88v；
63.5)调整温度至4摄氏度；
64.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.03v。
65.7)抽真空排气；
66.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
67.9)抽真空排气；
68.10)封口得到所述锂离子电池。
69.对比例2
70.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯为1.45％；烯丙基苯砜为1％；
71.2)加热至65摄氏度，老化6h；
72.3)注入余下的高温电解液；
73.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝2.88v；
74.5)调整温度至4摄氏度；
75.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.03v。
76.7)抽真空排气；
77.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
78.9)抽真空排气；
79.10)封口得到所述锂离子电池。
80.对比例3
81.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.8％；烯丙基苯砜为1％；
82.2)加热至65摄氏度，老化6h；
83.3)注入余下的高温电解液；
84.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝2.88v；
85.5)调整温度至4摄氏度；
86.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.03v。
87.7)抽真空排气；
88.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
89.9)抽真空排气；
90.10)封口得到所述锂离子电池。
91.对比例4
92.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包
括乙酸丙酯为1.45％；
93.2)加热至65摄氏度，老化6h；
94.3)注入余下的高温电解液；
95.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝2.88v；
96.5)调整温度至4摄氏度；
97.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.03v。
98.7)抽真空排气；
99.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
100.9)抽真空排气；
101.10)封口得到所述锂离子电池。
102.对比例5
103.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括烯丙基苯砜为1％；
104.2)加热至65摄氏度，老化6h；
105.3)注入余下的高温电解液；
106.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝2.88v；
107.5)调整温度至4摄氏度；
108.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.03v。
109.7)抽真空排气；
110.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
111.9)抽真空排气；
112.10)封口得到所述锂离子电池。
113.对比例6
114.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.8％；
115.2)加热至65摄氏度，老化6h；
116.3)注入余下的高温电解液；
117.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝2.88v；
118.5)调整温度至4摄氏度；
119.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.03v。
120.7)抽真空排气；
121.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
122.9)抽真空排气；
123.10)封口得到所述锂离子电池。
124.对比例7
125.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；所述乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度为，乙酸丙酯为1.45％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.8％；烯丙基苯砜为1％；
126.2)加热至65摄氏度，老化6h；
127.3)注入余下的高温电解液；
128.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)2.8v；
129.5)调整温度至4摄氏度；
130.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝2.9v。
131.7)抽真空排气；
132.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
133.9)抽真空排气；
134.10)封口得到所述锂离子电池。
135.对比例8
136.1)注入占总电解液体积45％的高温电解液，所述高温电解液包括：有机溶剂，电解质盐以及添加剂，所述有机溶剂为体积比为8:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯；所述添加剂包括乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮以及烯丙基苯砜；所述乙酸丙酯，1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮和烯丙基苯砜的体积浓度为，乙酸丙酯为1.45％；1,5
‑
二甲基
‑2‑
吡咯烷酮为0.8％；烯丙基苯砜为1％；
137.2)加热至65摄氏度，老化6h；
138.3)注入余下的高温电解液；
139.4)0.1c恒流充电至第一预定电压；所述第一预定电压(v)＝3v；
140.5)调整温度至4摄氏度；
141.6)在第一预定电压和第二预定电压以0.02c恒流充放电3次；第二预定电压(v)＝3.2v。
142.7)抽真空排气；
143.8)在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次：
144.9)抽真空排气；
145.10)封口得到所述锂离子电池。
146.测试及结果
147.测试实施例1
‑
3和对比例1
‑
8化成后的锂离子二次电池，在50摄氏度下采用0.1c和1c倍率充放电400次，测量锂离子二次电池的容量保持率，结果见表1。由表1可见，本发明的电池在高温高倍率下的性能表现十分突出，证明三种添加剂的组合能够有效的提高电池在高倍率下的性能。
148.表1
[0149] 0.1c容量保持率(％)1c容量保持率(％)
实施例198.996.2实施例298.896.1实施例399.196.4对比例196.693.2对比例297.393.6对比例397.192.9对比例496.993.5对比例597.094.0对比例696.893.8对比例797.895.6对比例898.095.3
[0150]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。