[發(fā)明專利]一種改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110273215.7
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102324568A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡學(xué)山;袁芳;金麗華;周小進(jìn);顧紅健
• 申請（專利權(quán)）人: 諾萊特科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0567
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 任立;姚姣陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解質(zhì)溶液，具體的說是一種改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液。

背景技術(shù)

鋰離子電池是目前世界上最為理想也是技術(shù)最高的可充電化學(xué)電池，與其他電池相比，鋰離子電池各項性能更為出色。鋰離子電池的電化學(xué)性能主要取決于所用的電極材料結(jié)構(gòu)和性能，而電解液材料是保證電極材料發(fā)揮優(yōu)越性能的橋梁。正極材料作為鋰離子電池電極材料的關(guān)鍵材料，歷來是人們研發(fā)的重點，提高正極材料的性能是提高鋰離子電池性能的關(guān)鍵。提高正極材料的性能具體可表現(xiàn)為兩方面：一是正極材料的容量每提高50%，電池的功率密度就會提高28%；另一是電池中各部分材料所占的成本不同，正極材料占有大于40%的成本。三元或多元正極材料綜合三種或多種正極材料，通過協(xié)同作用避開缺陷以達(dá)到最優(yōu)的使用性能。三元或多元正極材料是最近幾年發(fā)展起來的新型鋰離子電池正極材料，具有高容量、成本低、安全性好等優(yōu)異特性，在小型鋰離子電池中逐步占據(jù)了一定的市場份額，并且在動力鋰離子電池領(lǐng)域也有良好的發(fā)展前景。但是三元正極材料應(yīng)用在鋰離子電池存在鼓氣的問題，尤其是高鎳的三元正極材料體系中，在高溫帶電存儲過程中由于鎳元素比較活潑，易與電解液反應(yīng)產(chǎn)生氣體導(dǎo)致該鋰離子電池鼓氣，同時導(dǎo)致電池內(nèi)阻急劇增加使得電池的充放電循環(huán)性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液，可以降低電解質(zhì)溶液與高鎳正極材料的反應(yīng)活性，從而抑制高鎳正極材料鋰離子電池的鼓氣，保證該鋰離子電池的電化學(xué)性能優(yōu)越發(fā)揮。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液，由三類成份組成：⑴鋰鹽，⑵碳酸酯類化合物和環(huán)狀內(nèi)酯化合物的復(fù)合有機溶劑，⑶復(fù)合添加劑；鋰鹽在此電解質(zhì)溶液中的摩爾濃度是0.01～2摩爾/升；復(fù)合添加劑在此電解質(zhì)溶液中所占的質(zhì)量百分比是0.01%～5%；鋰鹽為以下物質(zhì)中的一種或幾種共存：LiBF₄、LiN(CF₃SO₂)₂、LiC₄F₉SO₃、、LiN(C_xF_2x+1SO₂)（CyF_2y+1SO2）（式中x和y為自然數(shù)）、LiB(C₂O₄)₂或LiBF₂C₂O₄。

本發(fā)明選用復(fù)合有機溶劑體系，其中的碳酸酯類化合物可以保證電解液有足夠的電導(dǎo)率和合適的粘度；而環(huán)狀內(nèi)酯化合物可以在正極表面形成保護膜，阻止正極材料中鎳與電解液反應(yīng)從而抑制電池鼓氣；碳酸酯類化合物和環(huán)狀內(nèi)酯化合物配合使用可以提高電解液體系的抗氧化能力。

本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：

前述的改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液，復(fù)合有機溶劑中，碳酸酯類化合物占復(fù)合有機溶劑的重量百分比為30～70%，環(huán)狀內(nèi)酯化合物占復(fù)合有機溶劑的重量百分比為30～70%。

前述的改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液，碳酸酯類化合物為環(huán)狀碳酸酯類化合物或/和鏈狀碳酸酯類化合物；環(huán)狀碳酸酯類化合物選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯中的一種或幾種共存；鏈狀碳酸酯類化合物選自碳酸乙丁酯、碳酸甲丁酯、碳酸二丁酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、三氟甲基碳酸乙烯酯、碳酸二正丙酯、碳酸二異丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲丙酯中的一種或幾種共存。

前述的改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液，環(huán)狀內(nèi)酯化合物的結(jié)構(gòu)式為：

其中n為0-5的整數(shù)。

前述的改善鋰離子電池鼓氣的電解質(zhì)溶液，復(fù)合添加劑是由下列化合物中的至少兩種共存：碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯基乙烯酯、單氟碳酸乙烯酯、雙氟碳酸乙烯酯、亞甲基乙烯基碳酸酯1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯、1,4-丁基磺酸內(nèi)酯、亞硫酸乙烯酯、磺酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、雙-(三氟甲基磺?；?亞胺鋰、鄰苯二甲酸酐、亞硫酸丙烯酯、1，3-丙烯磺酸內(nèi)酯、4-甲基亞硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亞甲酯、丁二腈。本發(fā)明復(fù)合添加劑的選擇是可以改善負(fù)極材料的高溫性能。