[發(fā)明專利]一種鋰離子二次電池及其電解液

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210031058.3
• 申請(qǐng)日: 2012-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102569890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫明亮;鐘松材;陳杰;吳凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠顯著改善鋰離子二次電池高溫存儲(chǔ)性能、具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能的電解液，以及包含該電解液的鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池可以說(shuō)是目前世界上最先進(jìn)的商品化二次電池，隨著各種電子產(chǎn)品的發(fā)展，市場(chǎng)上對(duì)作為這些電子產(chǎn)品的供能元件的鋰離子二次電池的需求量呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。而且由于鋰離子二次電池具有高放電電壓、高能量密度以及優(yōu)良的低自放電特性等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應(yīng)用，如動(dòng)力汽車、電動(dòng)自行車和儲(chǔ)能電站等。

鋰離子二次電池的生產(chǎn)工序一般包括攪拌、涂布、冷壓、卷繞、化成和容量等，其中，化成工序的目的是為了在陽(yáng)極膜片表面形成穩(wěn)定而致密的固體電解質(zhì)膜(SEI膜)，該SEI膜只允許鋰離子通過(guò)。SEI膜可以有效的保護(hù)陽(yáng)極材料，使其免受電解液中的溶劑分子(如碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯等)的破壞。然而，在SEI膜的形成過(guò)程以及在電池的使用過(guò)程中，電解液中的溶劑會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生CO₂、CO、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆、C₃H₈等氣體，以及LiF、Li₂CO₃、ROCO₂Li等固態(tài)物質(zhì)，導(dǎo)致電池厚度膨脹，而且若產(chǎn)氣膨脹嚴(yán)重，甚至可能引起電池爆炸等危險(xiǎn)。另外，電池在高溫條件下使用或存儲(chǔ)，或是長(zhǎng)期在陽(yáng)光暴曬的情況下使用或存儲(chǔ)時(shí)，電池的SEI膜將會(huì)被破壞，然后電解液與陽(yáng)極/陰極反應(yīng)，以修復(fù)SEI膜，從而產(chǎn)生大量的氣體，造成電池厚度的膨脹，進(jìn)而可能造成電池爆炸等危險(xiǎn)。因此，確有必要提供一種具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能的電解液。

為了解決上述問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)枮?00910133674.8的中國(guó)專利提出使用三聚氟化磷腈作為改善電池高溫膨脹的添加劑，但其效果并不太理想，即使是對(duì)60℃下的厚度膨脹改善作用都不是太明顯。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠顯著改善鋰離子二次電池高溫存儲(chǔ)性能、具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性的鋰離子二次電池用電解液，以及包含該電解液的鋰離子二次電池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠顯著改善鋰離子二次電池高溫存儲(chǔ)性能、具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性的鋰離子二次電池用電解液。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鋰離子二次電池用電解液，包括非水溶劑、鋰鹽以及添加劑，所述添加劑包括下述通式(I)表示的氟化環(huán)三磷腈衍生物：

式(I)

其中，R₁為芳香基團(tuán)或含有鹵素取代基的芳香基團(tuán)，R₂為烷基、烯烴基或鹵素取代的烷基、烯烴基，R₃為氫、鹵素、烷基或烷氧基、鹵代烷基或鹵代烷氧基，所述氟化環(huán)三磷腈衍生物占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為0.1wt％～20wt％。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述氟化環(huán)三磷腈衍生物占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為1wt％～10wt％。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述氟化環(huán)三磷腈衍生物占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為3wt％。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述氟化環(huán)三磷腈衍生物為2，4，6-三氟-2-苯氧基-4，6-二丙氧基-環(huán)三磷腈或2，4，6-三氟-2-(3-三氟甲基苯氧基)-6-乙氧基-環(huán)三磷腈。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述添加劑還包括碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-丙烷磺內(nèi)酯中的至少兩種。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述添加劑的總重量占電解液總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為1wt％～30wt％。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述非水溶劑包括碳酸酯、羧酸酯、醚類化合物和芳香族化合物中的至少一種。

作為本發(fā)明鋰離子二次電池用電解液的一種改進(jìn)，所述碳酸酯包括環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，所述環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的質(zhì)量比為3∶1～1∶10。