[發(fā)明專利]一種電解液添加劑及含該添加劑的電解液及鋰離子電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810067807.1
• 申請日: 2008-06-03
• 公開（公告）號: CN101599556A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王圣;王巖
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 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)明涉及一種電解液添加劑及含該添加劑的電解液和鋰離子電池。

【背景技術(shù)】

鋰離子電池是一種新型的化學電源，因其具有能量密度大、工作電壓高、壽命長、無環(huán)境公害的特點，廣泛應(yīng)用于移動電話等便攜式電子產(chǎn)品中。因此其安全性等綜合性能要求較高。

在鋰離子電池的使用過程中，由于充電控制電路的故障，很容易出現(xiàn)過充，引起電池負極鋰離子的不可逆還原，降低了電池的充放電循環(huán)效率；且當充電電壓達到電解液的分解電壓時，還會引起電解液在電池正極的分解，產(chǎn)生氣體，使電池的內(nèi)壓上升，內(nèi)部積熱而失去穩(wěn)定性，嚴重影響電池的循環(huán)壽命和安全性，甚至會導(dǎo)致電池的完全失效。因此，為鋰離子電池尋求合適有效的過充電保護十分重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，鋰離子電池的過充電保護主要有物理方法的集成電路保護法和化學方法的過充保護添加劑法。集成電路法可靠、快捷，應(yīng)用廣泛，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必須有塑料外包裝，而且價格昂貴。現(xiàn)有過充保護添加劑包括聯(lián)苯、環(huán)己基苯等基于聚合反應(yīng)的添加劑，但聯(lián)苯、環(huán)己基苯使用時會增加電池的內(nèi)阻，使電池性能降低；和鋰的鹵化物、金屬茂及其衍生物、苯的衍生物等基于還原氧化往復(fù)反應(yīng)的添加劑，這幾種添加劑過充保護效果明顯，但在高充電電流下并不有效，同時會降低電池的循環(huán)及其它性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有添加劑使鋰離子二次電池的安全性能得到提高的同時，其他綜合性能降低的缺點，提供一種提高電池的綜合性能的電解液添加劑，此添加劑不僅使電池具有很好的抗過充能力，提高了電池的安全性能，而且，含有此電解液添加劑的電池的高溫循環(huán)性能和倍率放電性能均得到很大的提高。本發(fā)明同時提供含有該添加劑的電解液和鋰離子二次電池。

本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池電解液的添加劑含有式I所示的萘衍生物

式I

其中，R₁、R₂各自獨立地選自含1-20個碳原子的烷基或含1-20個碳原子的鹵代烷基；R₃～R₉各自獨立地選自氫、鹵素原子、含1-20個碳原子的烷基、含1-20個碳原子的鹵代烷基或含1-20個碳原子的胺基中的任意一種。

本發(fā)明還提供了一種鋰離子二次電池的電解液，該電解液含有溶劑、電解質(zhì)和添加劑，其中，所述添加劑為本發(fā)明提供的添加劑。

本發(fā)明還提供了一種鋰離子二次電池，該電池包括電池殼體、電極組和電解液，電極組和電解液密封在電池殼體內(nèi)，電極組包括依次卷繞或疊置的正極、隔膜和負極，其中，所述電解液為本發(fā)明提供的電解液。

萘衍生物的氧化電位在4.2V以上，當電壓達到自身的氧化電位時，可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，把陰極電位鎖定在其本身的氧化電位附近，從而達到防止電池過充電的目的，提高了電池的安全性。由于分子中的氮含有孤對電子，能夠和陰離子形成復(fù)合物，不僅提高了電解液的電導(dǎo)率，還能增加鋰離子的遷移數(shù)，從而使得電池的倍率放電和高溫循環(huán)性能有明顯提高。

采用本發(fā)明提供的鋰離子二次電池電解液的添加劑，可以提高電池的安全性能，尤其是過充性能，含有此添加劑的電解液使電池在充滿電后，以1C充電2.5h進行過充試驗，電池不發(fā)鼓不起火不爆炸；可以提高電池的倍率放電性能，含有本發(fā)明的添加劑的電解液使電池的大電流放電容量有顯著提高；還可以提高電池的高溫循環(huán)性能。

因此，采用本發(fā)明提供的添加劑使電池的安全性能、倍率放電性能和高溫循環(huán)性能均得到很大到的提高，電池的綜合性能得到提高。

【具體實施方式】

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有添加劑在提高鋰離子二次電池安全性能的同時降低電池綜合性能的缺點，提供一種提高電池綜合性能的電解液添加劑，此添加劑不僅使電池具有很好的抗過充能力，提高了電池的安全性能，而且，含有此電解液添加劑的電池的高溫循環(huán)性能和倍率放電性能均得到很大的提高。

所述的鋰離子二次電池電解液的添加劑含有式I所示的萘衍生物

式I