【CN109802179A】一种高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液及锂离子电池【专利】
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910003270 .0
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 东莞市杉杉电池材料有限公司 地址 523000 广东省东莞市南城区亨美水 濂澎峒工业区二期厂区5厂房 申请人 杉杉新材料（衢州）有限公司
基选自三氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基。 3 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂
A为碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1 ,2-二氟代碳酸乙烯酯、4-三氟甲 基碳酸乙烯酯和4-全氟丁基碳酸乙烯酯中的一种或一种以上的组合。
9 .一种高能量密度磷酸亚铁锂锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要 求1-8任一项所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液。
10 .根据权利要求9所述的高能量密度磷酸亚铁锂锂离子电池，其特征在于，所述锂离 子电池包括正极极片和负极极片及隔离膜，所述正极极片包括正极集流体和正极集流体表 面的正极膜片 ，所述正极膜片包括正极活性物 质、导电 剂和粘结剂 ，其中 ，所述正极活性物 质为磷酸亚铁锂正极材料，正极的压实密度≥2 .2g/cm3。所述锂离子电池中负极极片包含 的负极活性物质为人造石墨、包覆型天然石墨、硅碳负极或硅负极材料，对应负极压实密度 ≥1 .55g/cm3。
8 .根据权利要求1所述的高能密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂中 可能还包括氟代醚类添加剂调节膜的阻抗，增强电池在高面密度和高压实体系中的浸润效
2
CN 109802179 A
权 利 要 求 书
2/2 页
果，氟醚类添加剂包括氟甲基-1 ,1 ,1 ,3 ,3 ,3-六氟异丙基醚、1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基乙基醚、2 , 6-二氟苯甲醚、1 ,1 ,1 ,3 ,3 ,3-六氟异丙基甲基醚、四氟甲基丁基醚、1 ,1 ,3 ,3 ,3-五氟-2-三 氟甲基丙基甲基醚、1 ,1 ,2 ,3 ,3 ,3-六氟丙基2 ,2 ,2-三氟乙基醚 ,1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基-2 ,2 ,2三氟乙基醚、1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基-2 ,2 ,3 ,3-四氟丙基醚、1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基-4-甲基苯基醚 中的一种或一种以上。
3
CN 109802179 A
说 明 书
1/ )发明 名称 一 种高能 量密度磷酸亚铁锂电 池电 解液 及
锂离子电池 ( 57 )摘要
本发明公开了一种高能量密度磷酸亚铁锂 电池电解液及锂离子电池，涉及锂离子电池技术 领域。本发明的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解 液包含非水性有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所 述添加剂包含A、B、C三种添加剂，所述添加剂A的
权利要求书2页 说明书10页
以 满足磷酸铁锂体 系高能 量密度电 池的 性能 需 求，实现在高能量密度条件下综合性能的兼顾。
结构式为M ，
所述添加剂B是具有结
构式N或O的化合物，
CN 109802179 A
所述添加剂C为一类含硫的环状有机化合物。本 发明的电解液通过上述A、B、C三类添加剂的联合 使用，使得SEI膜中的有机和无机组成相对均衡， 优化电池极片界面，增强SEI膜的物化稳定性，可
(72)发明人 朱学全 黄慧聪 郭力
(74)专利代理机构 北京科家知识产权代理事务 所(普通合伙) 11427
代理人 陈娟
(51)Int .Cl . H01M 10/0567(2010 .01) H01M 10/0525(2010 .01) H01M 10/058(2010 .01)
(10)申请公布号 CN 109802179 A (43)申请公布日 2019.05.24
合物； 其中 ，R1选自氟、C1-6的烷基、C2-6的烯基、亚乙烯基、乙烯基亚乙烯基、C1-6的亚烷基、取代
或未取代的C2-6的亚烯基；优选氟、C1-6的烷基或C2-6的烯基； 化合物N可以是对称的 ，也可以是非对称结构，化合物N中的R2和R3分别独立选自氟原
子、三(三氟甲基)硅基、C1-C6的全氟烷基、全氟氧基； 化合物O中的R4基团可以为未被取代的1-4个碳的亚烷基或氟取代的亚烷基。 2 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述全氟烷
CN 109802179 A
权 利 要 求 书
1/2 页
1 .一种高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，所述电池电解液包含非水性有机溶剂、锂 盐 和添 加剂 ，其特征 在于 ，所述添 加剂包含A 、B、C三 种添 加剂 ，所述添 加剂A的 结构式 为M ，
所述添加剂B是具有结构式N或O的化合物，
所述添加剂C为一类含硫的环状有机化
6 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述非水性 有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯中 的 两种以 上按任意比 例混合的混合物 ；优选地 ，所述非水性有机溶剂 用量占 锂离子电 池电 解液总质量的65-85％。
7 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述锂盐为 六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸 锂、三草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的 至少一种 ；优选地 ，所述锂盐 用量占 锂离子电 池电 解液总质量的10-20％。
4 .根据权利要求2或3所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添 加剂A的添加量为电解液总重量的0 .1-20％；所述添加剂B的添加量为电解液总重量的0 .115％。
5 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂 C选自1 ,3-丙烷磺酸内酯、1 ,3-丙烯磺酸内酯、1 ,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸亚 乙 酯、4-丙基硫酸亚乙 酯、甲 烷二磺酸亚甲 环酯中的 一 种或一 种以 上的组合 ；优选地 ，所述 添加剂C的加入量占电解液总重量的0 .1-5％，优选0 .1-3％。
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910003270 .0
(22)申请日 2019 .01 .03
(71)申请人 东莞市杉杉电池材料有限公司 地址 523000 广东省东莞市南城区亨美水 濂澎峒工业区二期厂区5厂房 申请人 杉杉新材料（衢州）有限公司
基选自三氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基。 3 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂
A为碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1 ,2-二氟代碳酸乙烯酯、4-三氟甲 基碳酸乙烯酯和4-全氟丁基碳酸乙烯酯中的一种或一种以上的组合。
9 .一种高能量密度磷酸亚铁锂锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要 求1-8任一项所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液。
10 .根据权利要求9所述的高能量密度磷酸亚铁锂锂离子电池，其特征在于，所述锂离 子电池包括正极极片和负极极片及隔离膜，所述正极极片包括正极集流体和正极集流体表 面的正极膜片 ，所述正极膜片包括正极活性物 质、导电 剂和粘结剂 ，其中 ，所述正极活性物 质为磷酸亚铁锂正极材料，正极的压实密度≥2 .2g/cm3。所述锂离子电池中负极极片包含 的负极活性物质为人造石墨、包覆型天然石墨、硅碳负极或硅负极材料，对应负极压实密度 ≥1 .55g/cm3。
8 .根据权利要求1所述的高能密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂中 可能还包括氟代醚类添加剂调节膜的阻抗，增强电池在高面密度和高压实体系中的浸润效
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CN 109802179 A
权 利 要 求 书
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果，氟醚类添加剂包括氟甲基-1 ,1 ,1 ,3 ,3 ,3-六氟异丙基醚、1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基乙基醚、2 , 6-二氟苯甲醚、1 ,1 ,1 ,3 ,3 ,3-六氟异丙基甲基醚、四氟甲基丁基醚、1 ,1 ,3 ,3 ,3-五氟-2-三 氟甲基丙基甲基醚、1 ,1 ,2 ,3 ,3 ,3-六氟丙基2 ,2 ,2-三氟乙基醚 ,1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基-2 ,2 ,2三氟乙基醚、1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基-2 ,2 ,3 ,3-四氟丙基醚、1 ,1 ,2 ,2-四氟乙基-4-甲基苯基醚 中的一种或一种以上。
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CN 109802179 A
说 明 书
1/ )发明 名称 一 种高能 量密度磷酸亚铁锂电 池电 解液 及
锂离子电池 ( 57 )摘要
本发明公开了一种高能量密度磷酸亚铁锂 电池电解液及锂离子电池，涉及锂离子电池技术 领域。本发明的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解 液包含非水性有机溶剂、锂盐和添加剂，其中，所 述添加剂包含A、B、C三种添加剂，所述添加剂A的
权利要求书2页 说明书10页
以 满足磷酸铁锂体 系高能 量密度电 池的 性能 需 求，实现在高能量密度条件下综合性能的兼顾。
结构式为M ，
所述添加剂B是具有结
构式N或O的化合物，
CN 109802179 A
所述添加剂C为一类含硫的环状有机化合物。本 发明的电解液通过上述A、B、C三类添加剂的联合 使用，使得SEI膜中的有机和无机组成相对均衡， 优化电池极片界面，增强SEI膜的物化稳定性，可
(72)发明人 朱学全 黄慧聪 郭力
(74)专利代理机构 北京科家知识产权代理事务 所(普通合伙) 11427
代理人 陈娟
(51)Int .Cl . H01M 10/0567(2010 .01) H01M 10/0525(2010 .01) H01M 10/058(2010 .01)
(10)申请公布号 CN 109802179 A (43)申请公布日 2019.05.24
合物； 其中 ，R1选自氟、C1-6的烷基、C2-6的烯基、亚乙烯基、乙烯基亚乙烯基、C1-6的亚烷基、取代
或未取代的C2-6的亚烯基；优选氟、C1-6的烷基或C2-6的烯基； 化合物N可以是对称的 ，也可以是非对称结构，化合物N中的R2和R3分别独立选自氟原
子、三(三氟甲基)硅基、C1-C6的全氟烷基、全氟氧基； 化合物O中的R4基团可以为未被取代的1-4个碳的亚烷基或氟取代的亚烷基。 2 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述全氟烷
CN 109802179 A
权 利 要 求 书
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1 .一种高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，所述电池电解液包含非水性有机溶剂、锂 盐 和添 加剂 ，其特征 在于 ，所述添 加剂包含A 、B、C三 种添 加剂 ，所述添 加剂A的 结构式 为M ，
所述添加剂B是具有结构式N或O的化合物，
所述添加剂C为一类含硫的环状有机化
6 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述非水性 有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯中 的 两种以 上按任意比 例混合的混合物 ；优选地 ，所述非水性有机溶剂 用量占 锂离子电 池电 解液总质量的65-85％。
7 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述锂盐为 六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟硼酸锂、二氟磷酸锂、二氟双草酸磷酸 锂、三草酸磷酸锂、四氟草酸磷酸锂中的 至少一种 ；优选地 ，所述锂盐 用量占 锂离子电 池电 解液总质量的10-20％。
4 .根据权利要求2或3所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添 加剂A的添加量为电解液总重量的0 .1-20％；所述添加剂B的添加量为电解液总重量的0 .115％。
5 .根据权利要求1所述的高能量密度磷酸亚铁锂电池电解液，其特征在于，所述添加剂 C选自1 ,3-丙烷磺酸内酯、1 ,3-丙烯磺酸内酯、1 ,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、4-甲基硫酸亚 乙 酯、4-丙基硫酸亚乙 酯、甲 烷二磺酸亚甲 环酯中的 一 种或一 种以 上的组合 ；优选地 ，所述 添加剂C的加入量占电解液总重量的0 .1-5％，优选0 .1-3％。