[發明專利]一種動力鋰離子電池低溫電解液

無效

• 申請號: 200910115382.1
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101557018A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 古寧宇;楊震宇;張榮斌
• 申請（專利權）人: 江西和強實業有限公司
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40
• 代理公司: 南昌平凡知識產權代理事務所
• 代理人: 姚伯川

技術領域

本發明涉及鋰離子電池低溫電解液，屬電化學技術領域。

背景技術

鋰離子電池因具有質量輕、比能量高及壽命長等優點，已廣泛用于各種電子設備。除民用電子產品外，鋰離子電池已逐漸替代傳統的鎘鎳電池成為軍用通信領域的主流電源，也是新型通信電源發展的重點方向。軍用通信產品對電池特性具有更嚴格的要求，特別是要求在較低的溫度下也能提供通信保障。在軍用低溫動力電源應用領域，由于鎘鎳、氫鎳等蓄電池采用水基電解液，存在低溫結冰的問題，在-20℃環境下工作已十分困難，更難以應用于-40℃以下的超低溫環境。目前，在-40℃或以下溫度環境下，一般采用鋰硫電池等一次電池產品。但鋰硫電池存在明顯的安全問題。同時，一次電池只適合于在作戰條件下大量使用，對于和平時期的頻繁訓練應用場合，更宜采用可重復使用的動力蓄電池。另外，軍用的移動UPS電源、信號電源以及動力設備驅動電源等也同樣需要使用鋰離子電池，這些小型動力電源在野外工作時也同樣有低溫性能的要求，而一般的鋰離子電池的低溫性能不好，其主要原因是電解質的問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種具有良好的高低溫充放電性能、循環穩定性、低溫倍率性能良好的動力鋰離子電池用低溫電解液。

本發明是通過以下技術方案實現：

本發明提供的動力鋰離子電池用低溫電解液組成(重量百分比)如下：

有機溶劑????60-90％

添加劑????10-20％

鋰鹽??????0.6-1.5mol/L

有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、四氫呋喃、乙基甲基碳酸酯、碳酸丙烯酯中的一種或一種以上的結合；

添加劑為羥基羧酸、環烷烴基苯、二苯基碳酸酯、二苯酚二芳族醚、嘧啶、卟啉化合物中一種或一種以上的結合

鋰鹽為LiBOB

本發明動力鋰離子電池電解液的制備方法如下：將選取的幾種有機溶劑在濕度小于1％的干燥間內充分混合均勻，配置成電解液溶液，加入添加劑，然后加入一定量的電解質鋰鹽，待電解質鋰鹽充分溶解后，擱置24小時，即獲得本發明的低溫電解液。

本發明與現有技術比較的有益效果是，(1)與傳統的電解液相比，本發明的電解液中各組分的熔點沸點低，粘度小，介電常數大，電導率大，在低溫下，更加有利于Li+的遷移，因此由本電解液制成的動力鋰離子電池更加適合低溫放電?？梢栽诔蜏?-40℃)條件下充放電。(2)本發明采用的電解液的溶劑是采用了能夠保證電解液鋰鹽的有效溶解以及電極表面SEI膜的穩定形成的高介電常數，低粘度的溶劑，所以本發明的電解液除了具有良好的低溫充放電性能外，并沒有犧牲其常溫高溫的電性能。并且能夠保持良好的正極材料克容量(以磷酸鐵鋰為例25℃，120mAh/g)，循環穩定性。

本發明提供的一種動力鋰離子電池低溫電解液，適用低溫環境，組分配比合理、具有良好的充放電性能、低溫循環性能穩定、倍率性能良好，可適用于在低溫條件下工作的鋰電池提供電解液。

附圖說明

附圖為低溫電解液制備工藝流程圖

具體實施方式

實施例1

按重量比分別取25％的碳酸乙烯酯、50％碳酸二甲酯、5％的甲酸甲酯、5％四氫呋喃，在濕度小于1％干燥間內，充分混合均勻，配置成電解液溶劑，加入添加劑，8％羥基羧酸、4％環烷烴基苯、3％二苯基碳酸酯，然后，分次加入總量為1.1mol/L的電解質鋰鹽LiBOB，待電解質鹽充分溶解后，擱置24h；即得到本發明的低溫電解液。

經測試，在所得到的低溫電解液中，研制的磷酸鐵鋰3.2V?8Ah動力電池比能量達到117W/g，在-20和-40℃時的放電容量分別大于常溫放電容量的80％和71％，-40℃時1C放電容量大于常溫放電容量的85％。常溫循環0.3C充電，1C放電100次的容量保持率大于90％。

實施例2

按重量比分別取20％碳酸丙烯酯、25％碳酸乙烯酯、45％碳酸二乙酯、1％四氫呋喃，在濕度小于1％干燥間內，充分混合均勻，配置成電解液溶劑，加入添加劑，4％羥基羧酸、環烷烴基苯、2％二苯酚二芳族醚、2％嘧啶、1％卟啉化合物，分次加入總量為.0.9mol/L的電解質鹽LiBOB，待電解質鹽充分溶解后，擱置24h；即得到本發明的低溫電解液。

經測試，在所得到的低溫電解液中，研制的磷酸鐵鋰3.2V?8Ah動力電池比能量達到110W/g，在-20和-40℃時的放電容量分別大于常溫放電容量的75％和70％，-40℃時1C放電容量大于常溫放電容量的70％。常溫循環0.3C充電，1C放電200次的容量保持率大于79％。

實施例3