[發(fā)明專利]一種鋰二次電池用非水電解液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110173044.0
• 申請日: 2011-06-24
• 公開（公告）號: CN102263292A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 蔣靈;劉建生;周順武;張利萍;郭守彬
• 申請（專利權）人: 九江天賜高新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0567
• 代理公司: 廣州三辰專利事務所 44227
• 代理人: 范欽正

技術領域

本發(fā)明涉及鋰二次電池電解液，具體地說是一種能提高鋰離子電池高電壓循環(huán)性能和電解液儲存性能的電解液。?

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背景技術

　隨著2009年中國進入3G時代，3G手機及上網本的逐步普及，小小的電池似乎越來越成為一個嚴重的大問題。在3G時代，手機、上網本、筆記本的上網、游戲、影音將獲得進一步廣泛應用。但所有這些應用都需要進行較長時間的操作，需要電池能夠支持更長的時間。而硬件配置的攀升，CPU處理速度的提升，屏幕尺寸更大分辨率更高，同樣需要電力的保障。因此提高電池的容量成為迫切要求。目前提高鋰離子電池容量最有效率的方法被認為有以下三種：一種是通過使用更高容量的正、負極材料；一種是通過改變電池的結構如提高正負極的壓實密度等；一種是通過提高電池的充電電壓。其中最簡單最有效的方法就是提高電池的充電電壓，能大幅度提高電池的比能量。?

目前鋰離子電池電解液是將鋰鹽如LiPF6溶解到有機溶劑如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中制成。當電池的充放電電壓在4.2V及以下時，上述電解液可以滿足電池的正常運行。但是，當電池充放電電壓提高至4.35、4.5V甚至在使用鎳錳正極材料時充放電池提高至5V甚至更高時，由于電解液在高電壓下可能發(fā)生的氧化或部分氧化導致電池的循環(huán)性能、存儲性能等電池綜合性能大幅下降。?

???為了解決上述問題，提出了使用將碳酸酯氟化后的氟代碳酸酯的方法。例如中國專利CN200680010988.3提出鏈狀碳酸酯至少一端取代含HCF2的含氟醚基；中國專利CN200680011015.1提出含氟醚基、氟烷氧基或含氟烷基取代的環(huán)狀碳酸酯作為電解液的溶劑。從而能提高電解液的耐高電壓性能；中國專利200710148009.7提出一種含鹵代聯苯與二鹵代甲苯作為添加劑的電解液及使用該電解液的高壓可充電電池可獲得過充電穩(wěn)定性能；中國專利200780019964.9提出含有具有2個以上氟原子的氟代環(huán)狀碳酸酯的電解液使用于充電終止電壓為4.3V以上的高電壓電池；中國專利200910193637.6提出一種含2，3-二氫呋喃或1，4二氧環(huán)乙烯醚添加劑的電解液，用于高電壓鋰離子電池的電壓可到4.9V。?

然而，上述專利中提到的，使用酯類溶劑被氟取代的后，對電解液質鹽的溶解性降低，而且粘度增大，導致電池的放電效率下降。而加入添加劑2，3-二氫呋喃或1，4二氧環(huán)乙烯自身的氧化電位較低及沸點較低，對電池的后繼循環(huán)性能及高溫性能造成較大的負面影響，并且電解液還容易變色等。?

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于提供一種鋰二次電池用非水電解液，解決了上述現有技術的問題點，其目的在于：提供一種儲存性能優(yōu)良且能耐高電壓的非水電解液，該電解液通過控制非水有機溶劑比例，以及加入成膜添加劑、阻燃添加劑、防過充添加劑、穩(wěn)定劑、潤濕劑等功能添加劑特別是抗氧化劑的加入，大幅提高了電解液的儲存穩(wěn)定性及耐高電壓特性。使采用本電解液的鋰離子電池具有能在更高的電壓下充放電循環(huán)，從而大幅提高了鋰離子電池的比能量。?

本發(fā)明的技術解決方案是它包含了鋰鹽、非水有機溶劑，還含有占電解液總重量百分比的0.5%～7%成膜添加劑、0%~15%的阻燃添加劑、2%～10%的防過充添加劑、0.01%～2%穩(wěn)定劑、0.01%～1%潤濕劑。特別是在上述電解液的基礎上加入了含電解液總重量百分比的0.01~2%的抗氧化劑；?

所述抗氧化劑選自所述抗氧化劑選自3.9-雙(十八基氧基)-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷雜螺環(huán)[5,5]十一烷、2,6-二叔丁基對甲酚（BHT）、丁基羥基茴香醚（BHA）、2，5-二叔丁基對苯二酚、叔丁基對苯二酚（TBHQ）、沒食子酸丙酯、N，N-二仲丁基對苯二胺、N，N-雙-（3-（3，5-二叔丁基-04-羥基苯基）丙?；┮讯分小喠姿狨ヮ惖囊环N或幾種組合。

以上本發(fā)明所述的非水有機溶劑選自下述（式6）與（式1）（式2）（式3）（式4）（式5）中的一種或幾種的組合：?

（式1）（式2）（式3）

（式4）（式5）（式6）

其中的R和R1是烷基、氟代烷基、氟代烷氧基、氟代烷醚基，其中的烷基為C1~4，其中的R和R1可以相同或不同；R2為C1~4的烷基，加入量為占電解液總重量百分比的70~90%；