[發(fā)明專利]改善錳酸鋰鋰離子電池性能的電解液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810030369.1
• 申請日: 2008-08-26
• 公開（公告）號: CN101350430A
• 公開（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷振國;郭永興;陶芝勇;曾堅義
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市海盈科技有限公司
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池領(lǐng)域，尤其涉及一種錳酸鋰鋰離子電池電解液。

背景技術(shù)

鋰電池是目前應(yīng)用最為廣泛的一種能源。目前市場上的鋰離子電池主要以LiCoO₂作正極，但是目前鈷資源的日益貧乏，因此尋找另外一種資源豐富原料來替代LiCoO₂是鋰離子電池發(fā)展的必然趨勢。

隨著鋰離子動力電池的發(fā)展，這種需求變得更加迫切。由于尖晶石LiMn₂O₄廉價、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此，尖晶石LiMn₂O₄是替代LiCoO₂的一種理想材料。

但是，尖晶石LiMn₂O₄與目前的電解液的相容性較差，其在電解液中會發(fā)生以下兩種的溶解：

第一，由于酸的作用直接溶解。

第二，固體顆粒表面三價錳離子的歧化溶解，發(fā)生以下的反應(yīng)：

2Mn³⁺(solid)→Mn⁴⁺(solid)+Mn²⁺(solution)，

而二價錳離子(Mn²⁺)溶解于電解液中，會在鋰電池的負(fù)極還原生成錳Mn，而沉積在負(fù)極表面，從而造成尖晶石LiMn₂O₄在循環(huán)過程中容量衰減嚴(yán)重。

另外，在高溫時，由于高溫的催化，會導(dǎo)致固體顆粒表面三價錳離子的歧化溶解更加劇烈，從而造成尖晶石LiMn₂O₄在循環(huán)過程中容量衰減更加嚴(yán)重。

用戶對鋰電池進(jìn)行充放電時，特別是在高溫環(huán)境使用時，會使得錳離子的溶解加速，從而使得鋰電池的容量衰減加快，進(jìn)而加快電池的使用壽命的縮短。導(dǎo)致電池過充的情況更加容易發(fā)生，而電池過充會進(jìn)一步使電池的溫度升高，電解液分解加速，容量進(jìn)一步衰減，產(chǎn)生惡性循環(huán)，甚至導(dǎo)致電池?zé)崾Э兀l(fā)生起火、爆炸等現(xiàn)象。

另外，目前的鋰離子電解液中常用成分的碳酸丙烯酯在目前的電解液中還存在與負(fù)極發(fā)生共插的現(xiàn)象，影響鋰離子電池的循環(huán)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種錳酸鋰鋰離子電池電解液，能有效抑制錳酸鋰鋰離子電池的容量衰減，減緩電池在循環(huán)過程中容量的衰減。

本發(fā)明實(shí)施例提供的錳酸鋰鋰離子電池電解液，包括：酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸鋰、成膜添加劑。

可選地，所述成膜添加劑有以下組分構(gòu)成：1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯、雙草酸硼酸酯鋰。

可選地，所述1，3-丙烷磺酸內(nèi)酯配比含量為5～15％。

可選地，所述雙草酸硼酸酯鋰濃度為0.1～0.5mol/L。

可選地，所述碳酸乙烯酯重量配比含量為20～30％。

可選地，所述碳酸甲乙酯重量配比含量為20～30％。

可選地，所述碳酸二乙酯重量配比含量為20～30％。

可選地，所述碳酸丙烯酯重量配比含量為20～30％。

可選地，所述六氟磷酸鋰濃度為0.5～0.9mol/L。

可選地，所述各組份的純度大于99.95％，水分的質(zhì)量百分含量小于百萬分之二十。

應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，由于在本錳酸鋰鋰離子電池電解液中包括成膜添加劑，在電池化成時，成膜添加劑在正、負(fù)電極表面形成穩(wěn)定的耐高溫鈍化膜(SEI膜)，能夠有效地抑制電池正極(主要材料為錳酸鋰)與電解液的反應(yīng)，減少錳離子的溶解保證電池具有良好的高溫存儲性能，減緩電池在循環(huán)過程中容量的衰減；

另外，該高溫鈍化膜還能夠抑制碳酸丙烯酯與負(fù)極發(fā)生共插，增強(qiáng)鋰離子電池的循環(huán)性能。

附圖說明

圖1為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池在常溫下的電容循環(huán)實(shí)驗(yàn)分析圖——循環(huán)周數(shù)與容量保持率關(guān)系圖；

圖2為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池在3C、10V過充下，進(jìn)行過充實(shí)驗(yàn)得到的：過充時間與電池電壓的關(guān)系曲線；

圖3為應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例2的錳酸鋰鋰離子電池液的鋰離子電池恒定在60℃高溫條件下的1C循環(huán)曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1：