[發(fā)明專利]一種磷酸鐵鋰電池防氣脹電解液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810031762.2
• 申請(qǐng)日: 2008-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101325270A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云建;郭華軍;劉燦;湯家明;劉怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙杉杉動(dòng)力電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/40
• 分類號(hào): H01M10/40
• 代理公司: 長(zhǎng)沙星耀專利事務(wù)所
• 代理人: 寧星耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池電解液，特別是涉及一種磷酸鐵鋰電池防氣脹電解液。

背景技術(shù)

能源危機(jī)、資源短缺、環(huán)境污染是人類生存面臨的嚴(yán)竣挑戰(zhàn)，尋找干凈、可再生、資源節(jié)約型的二次能源是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的重要任務(wù)。

磷酸鐵鋰因?yàn)槠浒踩阅芎?，循環(huán)壽命長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境友好，被人們廣泛認(rèn)為是下一代動(dòng)力電池的首選正極材料。但是磷酸鐵鋰正極材料也有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，那就是電導(dǎo)率低，這個(gè)缺點(diǎn)極大影響了LiFePO₄的應(yīng)用。

目前，為了克服這一缺點(diǎn)，人們通過(guò)制備超細(xì)顆粒，增大材料的比表面積或是包覆一層能夠?qū)щ姷奶?，以改善其?dǎo)電性能。但是顆粒細(xì)小又帶來(lái)了一個(gè)新問(wèn)題，就是在制作過(guò)程中容易吸水。眾所周知，水分在鋰離子電池的制作過(guò)程中的危害是很大的。特別是對(duì)于磷酸鐵鋰，很容易因此產(chǎn)生氣脹現(xiàn)象，由此，對(duì)磷酸鐵鋰電池的電化學(xué)性能和安全性能產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響。因此，磷酸鐵鋰電池的氣脹問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響到了LiFePO₄電池的應(yīng)用和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種具有防止磷酸鐵鋰電池出現(xiàn)氣脹現(xiàn)象功能的電解液。

本發(fā)明之的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的；其組分如下：(1)以高介電常數(shù)低粘度的溶劑如碳酸乙烯酯(EC)、二乙基碳酸酯(DEC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)中的至少三種的混合液為主體溶劑，以保證電解液鋰鹽的有效溶解及電極表面SEI膜的穩(wěn)定形成，其總含量為95-98％；(2)防氣脹和鼓脹的功能添加劑選擇氟代碳酸乙烯酯(FEC)和電池級(jí)Li₂CO₃，氟代碳酸乙烯酯組分含量?jī)?yōu)選1-3％，電池級(jí)Li₂CO₃的組分優(yōu)選1-2％，二者合計(jì)含量為2-5％；(3)鋰鹽濃度為0.8-1.2mol/L。

所述主體溶劑優(yōu)選三組份溶劑，其中，碳酸乙烯酯為28％-42％，二乙基碳酸酯25％-32％，二甲基碳酸酯為28％-42％，乙基甲基碳酸酯25％-38％；三者的合計(jì)百分比仍為95-98％。

鋰鹽優(yōu)選LiPF₆。

所述百分比均為重量百分比，以主體溶劑和添加劑合計(jì)重量為100％作為計(jì)算基礎(chǔ)。

本發(fā)明之電解液中的氟代碳酸乙烯酯(FEC)和電池級(jí)Li₂CO₃在充放電過(guò)程中，能夠很好地吸收電極中所夾帶的水分，并且在負(fù)極表面形成厚實(shí)的SEI膜，這樣不僅能夠很好地解決由于水分引起的氣脹現(xiàn)象，從而抑制由氣脹引起的電池厚度增加，而且厚實(shí)的SEI膜，能夠有效地提高磷酸鐵鋰電池的電化學(xué)性能；電解液中的Li₂CO₃，能夠有效地和電解液中的HF反應(yīng)，進(jìn)而減少HF與從LiFePO₄脫出的Li⁺反應(yīng)，從而提高磷酸鐵鋰的克容量，進(jìn)而提高磷酸鐵鋰電池的能量密度。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

電解液主體溶劑采用碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)，其組分含量分別為30％，35％和32％；添加劑氟代碳酸乙烯酯(FEC)和電池級(jí)Li₂CO₃的含量分別為2％和1％；鋰鹽(LiPF₆)濃度為1.0mol/L。按照上述組分配比和常規(guī)的電解液配制方法配制，即成。

實(shí)施例2

電解液主體溶劑采用碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(DEC)，其組分含量分別為40％，30％和28％。添加劑氟代碳酸乙烯酯(FEC)和電池級(jí)Li₂CO₃的含量分別為1％和1％。鋰鹽濃度為1.1mol/L。按照上述組分和常規(guī)的電解液配制方法配制，即成。

實(shí)施例3

電解液主體溶劑采用碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)，其組分含量分別為30％，30％和35％。添加劑氟代碳酸乙烯酯(FEC)和電池級(jí)Li₂CO₃的含量分別為3％和2％。鋰鹽(LiPF₆)鋰鹽濃度為0.8mol/L。按照上述組分配比和常規(guī)的電解液配制方法配制，即成。

實(shí)施例4