[發明專利]一種鋰離子電池液態電解液的添加劑及所得的電解液

無效

• 申請號: 200910036874.1
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101783421A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 袁卉軍
• 申請（專利權）人: 惠州市德賽聚能電池有限公司
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池液態電解液的添加劑及所得的電解液。

背景技術

目前，鋰離子二次電池大多采用液態電解液，在惡劣環境下，如高溫、過充以及內部短路的情況下，液體電解液容易揮發、分解、產生大量熱，從而有可能導致電池內部溫度過高而使整個電池失效。另外，在圓柱電池中，過充保護機理是電池內部氣壓使防爆片翻轉而使電流阻斷器CID和防爆片脫離，使得整個電池斷路而起到保護鋰離子電池過充的作用；但是，目前鋰離子電池設計往往不能有效控制內壓，因而，圓柱形電池在過充時時常有失效現象，容易產生安全隱患。在電性能方面，隨著循環次數的增加，電解液不斷被消耗，整個電芯往往會因為電解液不足而循環跳水，從而導致整個電池失效。

發明內容

本發明需解決的技術問題是提供一種提高鋰離子電池安全性能及電性能的電解液添加劑。

本發明要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的：一種鋰離子電池液態電解液的添加劑，所述添加劑是納米級的粉粒狀無機氧化物。

進一步：在上述添加劑中，所述無機氧化物是氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鋅中的一種或幾種，優選的是氧化鋁或者氧化硅。所述的無機氧化物料粒度在10μm以下。

另外，本發明還提供了含上述添加劑的鋰離子電池液態電解液，所述添加劑的量占所用電解液的重量百分比是1％～20％。

由于這種添加劑是納米級的粉粒無機氧化物，它吸收液態電解液、充當阻燃劑，提高電池的安全性能和循環性能。另外在液態電解液中，納米級無機氧化物添加劑具有超導效應，能夠提高電解液的離子電導率，從而提高電池的大電流放電性能，耐低溫性能；該添加劑還能夠吸收液態電解液，使液態電解液以穩定態存在于納米粒子中，可以保持電池在循環過程中的穩定性，從而增加循環充電次數，提高電池的循環性能；該添加劑還可以填充電池內部空余部分，在過充時可以增大電池內壓而使電池通過過充，提高電池的安全性能。

具體實施方式

本發明的主旨是在選擇合適的無機氧化物作為鋰離子電池液態電解液的添加劑，該添加劑吸收液態電解液、充當阻燃劑，提高電池的安全性能和電池循環充電性能。另外在液態電解液中，納米級添加劑具有超導效應，能夠提高電解液的離子電導率，從而提高電池的大電流放電性能，耐低溫性能；該添加劑還能夠吸收液態電解液，使液態電解液以穩定態存在于納米粒子中，可以保持電池在循環過程中的穩定性，從而增加循環充電次數，提高電池的循環充電性能；該添加劑還可以填充電池內部空余部分，在過充時可以增大電池內壓而使電池通過過充，提高電池的安全性能。

下面結合實施例對本發明的內容作進一步詳述，實施方式中所提及的內容并非對本發明的限定，制備方法中參數的選擇可因地制宜而對結果并無實質性影響。

首先，簡述本發明材料配方的基本方案：一種鋰離子電池液態電解液的添加劑，所述的添加劑是納米級的粉粒無機氧化物。所述含該添加劑的鋰離子電池液態電解液，添加劑的量占所用電解液的重量百分比是1％～20％。

實施例1

一種鋰離子電池液態電解液的添加劑，所述添加劑是納米級的粉粒氧化鋁，氧化鋁粒度在10μm以下。將該添加劑加入到電解液中，添加劑的量占所用電解液的重量百分比是5％。提高電池的性能如大電流放電，耐低溫，循環充電次數大大增加，安全性能提高。在電解液中加入5％的該添加劑后，大電流放電性能至少提升了5個百分點，見圖1所示的大電流放電性能對比圖；低溫放電容量至少提升5個百分點，見圖2所示的在-20℃放電性能對比圖；循環次數由500次增加到了至少700次，見圖3所示的循環性能對比圖：安全性能如針刺有所改善，同比情況下，含有添加劑的電池在針刺時，溫升要比不含添加劑的電池低的多，見圖4所示的針刺溫升對比圖：

實施例2

一種鋰離子電池液態電解液的添加劑，所述添加劑是納米級的粉粒氧化鋁，氧化鋁粒度在10μm以下。將該添加劑加入到電解液中，添加劑的量占所用電解液的重量百分比是10％。提高圓柱形鋰離子電池的安全性能性能如過充性能。

圓柱形鋰離子電池保護過充的方式是內部氣壓增大使防爆片翻轉，而使電流阻斷器脫落，從而達到使整個電池斷路的目的，如果防爆片動作不及時就會使整個電池失控，起火、爆炸等安全事故隨時可能發生。所以，防爆片在過充或者濫用時提前動作，可以改善圓柱形鋰離子電池的安全性。在電解液中加入該添加劑后，可以使防爆片動作時間提前，改善電池的安全性能，見圖5所示的過充曲線對比圖：

實施例3