(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111488347.1 (22)申请日 2021.12.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113889667 A (43)申请公布日 2022.01.04 (73)专利权人 新乡华锐锂电新能源 有限公司 地址 453000 河南省新乡市新乡经济技 术 开发区经八 路中关村e谷1 1层 (72)发明人 郭慧芳　李娟　程树国　管利娜　 孟小平　崔文举　闫晓宾　周亚辉　 张俊孝　王福芳　王小华　 (74)专利代理 机构 新乡市挺立众创知识产权代 理事务所(普通 合伙) 41192 代理人 林海(51)Int.Cl. H01M 10/0567(2010.01) H01M 10/0568(2010.01) H01M 10/0569(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) 审查员 王翠莲 (54)发明名称 一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解 液及其应用 (57)摘要 本发明公开了一种适配可快充钴酸锂电池 的高电压电解液， 包含锂盐、 非水有机溶剂和添 加剂， 所述添加剂包括甲基2 ‑噻吩基氰基碳o二 硫代亚氨酸酯和甲基(二氟磷酰)甲基氨基甲酸 酯。 添加剂在LiCoO2材料表面形成一层均匀致密 离子导电性强的保护膜， 抑制正 极材料中金属离 子的溶出及材料结构的坍塌。 在负极石墨界面形 成稳定的偏无机形态的低阻抗SEI膜， 可以抑制 金属离子在电解液中的自由迁移和还原， 降低对 电极表面的破坏， 通过电解液中各个组分的协同 作用， 可以使得LiCoO2正极材料和石 墨负极锂离 子电池在高电压下具有良好的循环 性能、 快充性 能和低温性能。 权利要求书1页 说明书5页 CN 113889667 B 2022.04.19 CN 113889667 B 1.一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解液， 其特征在于， 包含锂盐、 非水有机溶剂 和添加剂， 所述添加剂包括正极成膜添加剂甲基2 ‑噻吩基氰基碳o二硫代亚氨酸酯和负极 成膜添加剂甲基(二氟磷酰)甲基氨基甲酸酯； 所述甲基2 ‑噻吩基氰基碳o二硫代亚氨酸酯 的质量占电解液质量的0.3%~3.0%； 所述甲基(二氟磷酰)甲基氨基甲酸酯的质量占电解液 质量的0.5%~2.5%； 所述锂盐为四氟硼酸锂和双(三甲基硅烷基)磷酸锂； 所述的非水有机溶 剂为碳酸二乙酯、 碳 酸乙烯酯、 丙酸甲酯和碳 酸甲乙酯。 2.如权利要求1所述的一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解液， 其特征在于， 所述 四氟硼酸锂的质量占电解液质量的7.2%， 双(三甲基硅烷基)磷酸锂的质量占电解液质量的 7.2%。 3.如权利要求1所述的一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解液， 其特征在于， 所述 非水有机溶剂中碳酸二乙酯、 碳酸乙烯酯、 丙酸甲酯和碳酸甲乙酯 的质量比为45： 18： 15： 22。 4.一种锂离子电池， 其特征在于， 包括权利要求1 ‑3中任意一项所述的适配可快充钴酸 锂电池的高电压电解液。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113889667 B 2一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解液及其应用 技术领域 [0001]本发明涉及锂离子电池技术领域， 特别涉及一种适配可快充钴酸锂电池的高电压 电解液及其应用。 背景技术 [0002]锂离子电池现在已成为便携式电子设备、 电动汽车、 电站或电网应用等必不可少 的电源。 但是， 在能量密度、 循环寿命、 快充性能和工作温度范围等方面， 其大规模应用仍面 临巨大挑战。 针对电池能量密度的增加， 可能的方法是使用高容量电极 （正极或负极） 材料 和高电压正极材料。 钴酸锂 （LiCoO2） 作为最早商业化 的正极材料具有电压平台高、 压实密 度大的优点， 但是常规的钴酸锂材料的容量仅为140mAh/g， 约为其理论容量的50%， 制约了 锂离子电池能量密度的提升。 为了进一步提高LiCoO2电池的能量密度， 需要进一步提高充 电电压， 特别 是提高到4.5  V以上的电压， 使容量增加约25％。 提高电压是提升钴酸锂材料 容量的有效方 法， 但是由于C o元素的费米能级与O有 重叠， 因此充电电压升高 时会导致O2‑的 氧化， 导致晶格氧的稳定性降低， 引起电解液的氧化分解， 使得电池性能变差 。 [0003]另外， 目前高能量密度的钴酸锂电池无法在不影响电池性能和安全性能的前提下 实现快充。 针对电池快充问题， 电极缓慢的界面锂离子传输动力学性质也极大地制约了钴 酸锂电池在电子产品和电动汽车等需要快速充电领域的应用。 快充在节约了充电时间的同 时， 也会对电池本身有较大的破坏 。 由于电池中存在极化现象， 其能够接受的最大充电电流 会随着充放电循环的增加而减小， 当持续充电且充电电流较大时， 电极处的离子浓度升高， 极化加剧， 电池端电压无法与充入的电量/能量直接线性比例地对应起来。 同时大电流充 电， 内阻的增大会导致焦耳发热效应加剧， 带来副反应， 如电解液 的反应分解、 产气等一系 列问题。 [0004]能同时实现高能量密度和高效快充的LiCoO2电池技术是一个尚未满足的需求， 不 稳定的电极/电解质界面被认为是上述问题的主要原因。 目前， 开发一种 可以简便地， 能同 时在负极和正极上构建稳定、 快锂离子传输的负正极界面保护层的有效方法仍然是欠缺 的。 发明内容 [0005]本发明的目的是提供一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解液， 通过向电解液 中加入成膜添加剂及电解质双锂盐， 可在负极和正极上构建稳定、 快锂离子传输的负正极 界面保护层， 并在常规碳酸酯类溶剂中加入羧酸酯 类溶剂， 降低电解液体系的熔点和粘度， 从而电解液中各组分之 间协同作用使得钴酸锂电池在高电压条件下具有良好的循环性能、 快充性能和低温性能。 [0006]本发明提供了一种适配可快充钴酸锂电池的高电压电解液， 包含锂盐、 非水有机 溶剂和添加剂， 所述添加剂包括甲基2 ‑噻吩基氰基碳o二硫代 亚氨酸酯 （CAS号： 100477 ‑76‑ 7） 和甲基(二氟磷酰)甲基氨基甲酸酯 （CAS号： 123145 ‑94‑8） 。说　明　书 1/5 页 3 CN 113889667 B 3