[發明專利]鋰二次電池電解液及電池

無效

• 申請號: 200710073342.6
• 申請日: 2007-02-13
• 公開（公告）號: CN101246971A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 鄭榮鵬;張峰;張建文
• 申請（專利權）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40;C07C69/00
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 羅瑤;彭家恩

技術領域

本發明涉及材料化學領域及高能電池技術，具體是涉及一種鋰離子二次電池的電解液及電池。

背景技術

鋰離子電池電解液是電池的重要組成部分，在電池中承擔著正負極之間傳輸電荷的作用，它對電池的比容量、工作溫度范圍、循環效率及安全性能等至關重要。鋰離子電池電解液一般由高純有機溶劑、電解質鋰鹽和必要的添加劑組成。有機溶劑是電解液的主體部分，與電解液的性能密切相關，一般由高介電常數溶劑與低粘度溶劑混合使用；常用電解質鋰鹽有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等，但從成本、安全性等多方面考慮，六氟磷酸鋰是商業化鋰離子電池采用的主要電解質。

自1991年鋰離子電解液開發成功，鋰離子電池很快進入了筆記本電腦、手機等電子信息產品市場，并且逐步占據主導地位。目前鋰離子電池電解液產品技術也正處于進一步發展中。在鋰離子電池電解液研究和生產方面，國際上從事鋰離子電池專用電解液的研制和開發的公司主要集中在日本、德國、韓國、美國、加拿大等國家，以日本的電解液發展最快，市場份額最大。日本Matsushita公司生產的電池正負極LiCoO₂/Li-C，所用電解液是LiPF₆/EC(Ethylene?Carbonate，碳酸乙烯酯)+DEC(DiethylCarbonate，碳酸二乙酯)+共溶劑；A&T?Battery公司生產的電池正負極是LiCoO₂/Li-C，所用電解液是LiBF₄/PC(polyester?Carbonate，聚碳酸酯)+EC+BLr-丁內酯。國內最常用電解液體系有EC+DMC(DimethylCarbonate，碳酸二甲酯)、EC+DEC、EC+DMC+EMC(Ethyl?MethylCarbonate，碳酸甲乙酯)、EC+DMC+DEC等。不同的電解液的使用條件不同，與電池正負極的相容性不同，分解電壓也不同。電解液組成為1mol/lLiPF₆/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通電解液有更好的低溫性能和安全性能，能有效減少氣體產生，防止電池膨脹。EC/DEC、EC/DMC電解液體系的分解電壓是4.25V、5.10V。據Bellcore研究，LiPF₆/EC+DMC與碳負極有良好的相容性，例如在LiC₆/LiMnO₄電池中，以LiPF₆/EC+DMC為電解液，室溫下可穩定到4.9V，55℃可穩定到4.8V，其液相區為-20℃～130℃，突出優點是使用溫度范圍廣，與碳負極的相容性好，安全指數高，有好的循環壽命與放電性能。目前國內廣大電池生產廠商生產的電池正負極是LiCoO₂/C，所用的電解液是1mol/l?LiPF₆/EC+DMC+EMC，其中EC∶DMC∶EMC質量比為1∶1∶1。該體系雖具有較好的安全性能和活性物質容量發揮，但高倍率放電性能有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的就是現有技術的上述問題，提供一種能夠提高電池高倍率放電性能的鋰二次電池電解液及含有該電解液的鋰二次電池。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

本發明公開了一種鋰二次電池電解液，包括電解質、溶劑，所述電解質為六氟磷酸鋰(LiPF₆)，所述溶劑含有碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙烯酯(EC)及碳酸甲乙酯(EMC)，所述溶劑還含有聚碳酸酯(PC)，并且所述電解質六氟磷酸鋰在電解液中的濃度為1.1～2.1mol/L。

所述電解液中還含有添加劑，所述添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)。

優選的，所述溶劑由碳酸二甲酯(DMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)及聚碳酸酯(PC)組成。

所述溶劑中各成分的重量份為，碳酸二甲酯(DMC)20～30份，碳酸甲乙酯(EMC)12～21份，碳酸乙烯酯(EC)35～55份，聚碳酸酯(PC)5～16份。

所述電解質六氟磷酸鋰在電解液中的濃度為1.2～1.8mol/L。

所述添加劑的添加量占溶劑總質量的1.5～4.0％，優選為2.0～3.0％。

本發明還公開了含有上述電解液的鋰二次電池。

由于采用了以上的方案，使本發明具備的有益效果在于：