| 专利名称： | 一种能适应低温环境的锂电池 | ||
| 专利名称(英文)： | A lithium battery can be adapt to the low-temperature environment | ||
| 专利号： | CN201610052040.X | 申请时间： | 20160126 |
| 公开号： | CN105470556A | 公开时间： | 20160406 |
| 申请人： | 营口联创太阳能科技有限公司 | ||
| 申请地址： | 115000 辽宁省营口市沿海产业基地新联大街东1号 | ||
| 发明人： | 鞠以彬; 郭建; 董宏亮 | ||
| 分类号： | H01M10/052; H01M10/0525; H01M10/0568; H01M10/0569 | 主分类号： | H01M10/052 |
| 代理机构： | 北京轻创知识产权代理有限公司 11212 | 代理人： | 谈杰 |
| 摘要： | 本发明公开了一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：碳酸乙烯酯0.165-0.2％、二甲基碳酸酯0.27-0.3％、碳酸钾乙酯0.2-0.25％、丙烯酸乙酯0.9-1.0％、碳酸丙烯酯0.045-0.05％、碳酸亚乙烯酯0.015-0.02％、四氟硼酸锂0.03-0.04％、六氟磷酸里0.13-0.15％、氟代碳酸乙烯酯0.02-0.03％；所述能适应低温环境的锂电池的制备方法包括以下步骤：配置电解液、涂布、辊压、模切、叠片、焊接、入壳、激光焊接、注液、化成、分容、常温测试、低温测试；本发明的锂电池于常温下首次放电容量为60.657Ah，于零下32±5℃下首次放电容量为54.548Ah，其充放电效率为90％左右；本发明通过对电解液成分及配比的改进，显著提高了电池抗低温能力，大大提高了锂电池的安全性能，能广泛适用于纯电动汽车领域。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a lithium battery can be adapted to low-temperature environment, the electrolyte is composed of the following quality of the raw material of percentage : dioxolan 0.165-0.2%, dimethyl carbonate 0.27-0.3%, potassium carbonate diethlyl 0.2-0.25%, ethyl acrylate 0.9-1.0%, propylene carbonate 0.045-0.05%, the vinylene carbonate 0.015-0.02%, oxytetrafluoride lithium borate 0.03-0.04%, in fluophosphate 0.13-0.15%, fluorocholine dioxolan 0.02-0.03% ; the can adapt to the low-temperature environment of the lithium battery preparation method comprises the following steps : disposing electrolyte, coating, rolling, die-cutting, lamination, welding, into the shell, laser welding, injection, formation, component content, testing at room temperature, low-temperature test; for the lithium battery of the invention at room temperature for the first discharge capacity under 60.657Ah, the minus 32 ±5 °C the first discharge capacity under 54.548Ah, its charging and discharging efficiency is 90% the left and right; to the electrolyte of the invention, through the improvement of the component and the mixture ratio, obviously improves the battery anti-low-temperature capability, greatly improve the safety performance of the lithium battery, can be widely used in the field of a pure electric vehicle. | ||
1.一种能适应低温环境的锂电池，其特征在于：其电解液由以下质量百分数的原料组 成： 碳酸乙烯酯0.165-0.2％；二甲基碳酸酯0.27-0.3％；碳酸钾乙酯0.2-0.25％； 丙烯酸乙酯0.9-1.0％；碳酸丙烯酯0.045-0.05％；碳酸亚乙烯酯0.015-0.02％； 四氟硼酸锂0.03-0.04％；六氟磷酸里0.13-0.15％；氟代碳酸乙烯酯0.02-0.03％。
2.根据权利要求1所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，其电解液由以下质量 百分数的原料组成： 碳酸乙烯酯0.182％；二甲基碳酸酯0.29％；碳酸钾乙酯0.22％； 丙烯酸乙酯0.95％；碳酸丙烯酯0.047％；碳酸亚乙烯酯0.017％； 四氟硼酸锂0.035％；六氟磷酸里0.14％；氟代碳酸乙烯酯0.025％。
3.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤，配置电解液、涂布、辊压、模切、叠片、焊接、入壳、激光焊接、注液、化成、分容、 常温测试、低温测试。
4.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，所述锂电池于 常温下首次放电容量为60.657Ah。
5.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，所述锂电池于 零下32±5℃下首次放电容量为54.548Ah。
6.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，所述锂电池的 于32±5℃下的充放电效率为90±2％。
1.一种能适应低温环境的锂电池，其特征在于：其电解液由以下质量百分数的原料组 成： 碳酸乙烯酯0.165-0.2％；二甲基碳酸酯0.27-0.3％；碳酸钾乙酯0.2-0.25％； 丙烯酸乙酯0.9-1.0％；碳酸丙烯酯0.045-0.05％；碳酸亚乙烯酯0.015-0.02％； 四氟硼酸锂0.03-0.04％；六氟磷酸里0.13-0.15％；氟代碳酸乙烯酯0.02-0.03％。
2.根据权利要求1所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，其电解液由以下质量 百分数的原料组成： 碳酸乙烯酯0.182％；二甲基碳酸酯0.29％；碳酸钾乙酯0.22％； 丙烯酸乙酯0.95％；碳酸丙烯酯0.047％；碳酸亚乙烯酯0.017％； 四氟硼酸锂0.035％；六氟磷酸里0.14％；氟代碳酸乙烯酯0.025％。
3.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池的制备方法，其特征在于，包 括以下步骤，配置电解液、涂布、辊压、模切、叠片、焊接、入壳、激光焊接、注液、化成、分容、 常温测试、低温测试。
4.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，所述锂电池于 常温下首次放电容量为60.657Ah。
5.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，所述锂电池于 零下32±5℃下首次放电容量为54.548Ah。
6.根据权利要求1-2任一所述的能适应低温环境的锂电池，其特征在于，所述锂电池的 于32±5℃下的充放电效率为90±2％。
翻译：技术领域
本发明涉及纯电动汽车领域，具体是一种应用于纯电动汽车的能适应低温环境的 锂电池。
背景技术
电动汽车具有低碳环保等特点，是汽车未来的发展方向，随着电动汽车技术的发 展，汽车厂商对电动汽车用锂离子动力电池的性能要求日益提高，而目前公知的电动汽车 用锂离子电池，只能在常温下使用，当外界气温过低时候，锂电池内部的电解液很容易结 冰，造成锂电池在零下10-20℃的温度条件下无法正常充放电，在零下20℃环境下充放电只 能达到60％，这样就会造成电池衰减速度加快，电池内部产生化学晶块，在电池充放电的过 程中，容易导致电池瞬间短路而引起着火，不仅无法保证电动汽车的正常行驶里程，且容易 产生安全事故；基于上述原因，需要对现有技术的锂电池电解液进行改进改良，以使其在低 温环境中仍能保持高性能，杜绝安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗低温、避免电池因低温造成短路的安全隐患的能适 应低温环境的锂电池，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：
作为本发明进一步的方案：所述能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量 百分数的原料组成：
作为本发明再进一步的方案：所述能适应低温环境的锂电池的制备方法包括以下 步骤：配置电解液、涂布、辊压、模切、叠片、焊接、入壳、激光焊接、注液、化成、分容、常温测 试、低温测试。
作为本发明再进一步的方案：所述锂电池于常温下首次放电容量为60.657Ah。
作为本发明再进一步的方案：所述锂电池于零下35±5℃下首次放电容量为 54.548Ah。
作为本发明再进一步的方案：所述锂电池的于35±5℃下的充放电效率为90± 2％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在零下35℃环境下正常1C充放电， 效率达到90％左右，通过对电解液成分及配比的改进，在保持导电率的情况下，显著的提高 了电池抗低温能力，避免了电池在低温环境中产生结晶造成短路的安全隐患；大大提高了 锂电池的安全性能，从而有效保证应用该锂电池的电动汽车能够安全稳定的运行，提高其 行驶里程和行驶过程中的安全性。
附图说明
图1为本发明在常温及低温下的充放电曲线图。
图2为本发明在低温下的充放电曲线图。
图3为本发明在常温下的充放电曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的设计思路为：动力锂电池用有机液体电解质，从溶剂角度来看，要想获得 性能良好的电解质溶液，溶剂必须尽可能的满足一下条件：
1)溶剂必须是非质子溶剂，以保证在足够负的电势下的稳定性，或不与金属锂反 应，而在极性溶剂中溶解锂盐可以提高锂离子电导率；
2)介电常数高，黏度低，从而使得电导率高；
3)溶剂的熔点、沸点和电池体系的工作温度是直接相关的，要使电池体系有尽可 能宽的工作温度范围，则要求溶剂有低的熔点和高的沸点，同时蒸汽压要低；
由上可知，溶剂的相对介电常数和黏度是决定电解液的离子导电率的两个重要参 数，而DN和AN数则分别表示了溶剂-阴离子之间的相互作用。
高氯酸根离子的半径比卤素大，因此其锂盐在有机溶剂中的溶解度会显著提高， 可以提供足够高的导电率，但是由于阳极氧化时不稳定，容易引起电池安全问题，因此在一 价的无机阴离子盐中，适合作为锂离子电池导电盐的仅仅有LiBF4、LiPF6，但是在这些盐中 仍存在热稳定和化学稳定、对水分敏感、不容易纯化等问题；关于有机阴离子锂盐，发现 LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)N、Li(CD3SO2)3等阴离子电荷分散程度高，在有机溶剂中 易溶解，有可能成为锂离子电池新一代电解质。
实施例1
一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：
实施例2
一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：
实施例3
一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：
实施例4
一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：
实施例5
一种能适应低温环境的锂电池，其电解液由以下质量百分数的原料组成：
实施例1-5所述的能适应低温环境的锂电池，其制备方法包括：配置电解液-涂布- 辊压-模切-叠片-焊接-入壳-激光焊接-注液-化成-分容-常温测试-低温测试。
请参阅图1-3，以本发明实施例5制备的锂电池进行低温测试，分别在常温23度环 境和零下32度环境测试锂电池的充放电能力，其充放电曲线图如图1所示，具体的，在常温 环境下测试的锂电池充放电曲线如图3所示，在低温零下32度环境下测试的锂电池的充放 电曲线如图2所示。
具体实验如下：
1号电池：电池本身额定容量为60Ah，充电电流为60A，放电电流为60A，即1C充放 电。
在常温23度条件下测试本发明电池的充放电能力，其充放电曲线如图3所示，其实 验结果如表1所示：
表123°常温条件下测试结果：
由表1看出,本发明的锂电池在常温下首次放电容量为62.773Ah，
2号电池：电池本身额定容量为60Ah，充电电流为60A，放电电流为60A，即1C充放 电。
在低温零下32度条件下测试本发明电池的充放电能力，其充放电曲线如图2所示， 其实验结果如表2所示：
表2低温测试结果：
循环序号 充电容量(Ah) 放电容量(Ah) 充放效率(％) 恒流充容量(％) 放电能量(Wh) 0 0 0 0 0 0 1 0.038 60.286 99.92％ 5.673 169.261 2 58.522 57.973 96.16％ 53.729 162.648 3 57.49 57.414 95.24％ 50.11 160.807 4 30.929 0 0 97.468 0
由表2看出，在零下32±5℃条件下本发明锂电池的测试数据为：低温下首次放电 容量为57.414Ah。
结论：本发明的锂电池在零下32±5℃条件下的充放电效率为：
57.414Ah÷62.773Ah＝91.46％；
以上实验表明，通过对电解液进行改进，本发明的锂电池可以在零下32±5℃的环 境中正常使用，充放电性能稳定，无安全隐患。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。
