[發(fā)明專(zhuān)利]一種減少鈦酸鋰電池產(chǎn)氣量的電解液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310304749.0
• 申請(qǐng)日: 2013-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103384018A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少杰;李世軍;吳偉煌;錢(qián)軍;龔本利;張健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川劍興鋰電池有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/0567
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/0567
• 代理公司: 成都華典專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;楊保剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池材料領(lǐng)域，具體的說(shuō)涉及一種減少鈦酸鋰電池產(chǎn)氣量的電解液。?

背景技術(shù)

目前,?商業(yè)化鋰電池電解液主要由有機(jī)碳酸酯?(如乙烯碳酸酯（EC），丙烯碳酸酯（PC），碳酸二甲酯（DMC）,?碳酸二乙酯（DEC）等)和導(dǎo)電鹽（主要是LiPF6）組成。有機(jī)碳酸酯非水電解液的優(yōu)化和選擇是提高鋰（離子）電池綜合性能的重要研究方向之一。應(yīng)用于鋰離子電池的非水電解液，一般應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：（1）離子電導(dǎo)率高，一般應(yīng)達(dá)到10-3?S/cm；（2）鋰離子遷移數(shù)高，以獲得高的鋰離子電導(dǎo)率；（3）電化學(xué)窗口寬，即滿(mǎn)足鋰離子在正、負(fù)極的可逆嵌入和脫出；（4）熱穩(wěn)定性高，在較寬的工作溫度范圍內(nèi)不發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)分解；（5）化學(xué)穩(wěn)定性高，即與電池體系的電極材料如正極、負(fù)極、集流體、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和隔膜等不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（6）具有較低的界面轉(zhuǎn)移電阻；（7）與目前主要使用的正負(fù)極材料兼容性好；（8）無(wú)毒、無(wú)污染、使用安全，最好能生物降解；（9）容易制備，成本低。?

經(jīng)過(guò)幾十年的研究和實(shí)踐，目前應(yīng)用于商業(yè)化鋰離子電池的非水電解液一般選擇六氟磷酸鋰(LiPF6)作為導(dǎo)電鹽，溶劑多為高粘度、高介電常數(shù)的碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）與低粘度、低介電常數(shù)的碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、或甲基乙基碳酸酯（EMC）構(gòu)成的混合溶劑。此類(lèi)體系最終能夠大規(guī)模使用，并非其各項(xiàng)指標(biāo)具有突出的特性，而是其綜合指標(biāo)基本能滿(mǎn)足現(xiàn)有二次鋰電池的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用要求。?

但是對(duì)于目前新的負(fù)極材料鈦酸鋰，由于其還原電位較高，并且電極表面有催化作用，造成電解液持續(xù)在負(fù)極表面反應(yīng)產(chǎn)氣，尤其在高溫下鈦酸鋰電池產(chǎn)氣量更是急劇增大。造成了電池的鼓脹變形，并且造成電池容量的不斷衰減，嚴(yán)重?fù)p害電池的循環(huán)和儲(chǔ)存壽命。?

因此，開(kāi)發(fā)有效抑制鈦酸鋰電池產(chǎn)氣量的電解液，對(duì)于鈦酸鋰電池的循環(huán)壽命、儲(chǔ)存壽命的提高都是具有十分重要的意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能減少鈦酸鋰電池產(chǎn)氣量，尤其是避免鈦酸鋰電池在高溫時(shí)脹氣的鈦酸鋰電池的電解液。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：?

一種減少鈦酸鋰電池產(chǎn)氣量的電解液，其特征在于，包括以下組份：

有機(jī)溶劑、鋰鹽、I型添加劑以及II型添加劑；

所述I型添加劑為下列化合物中的一種或多種的組合：碳酸亞乙烯酯，碳酸乙烯亞乙酯，氟代碳酸乙烯酯，1、3-丙磺酸內(nèi)酯，1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯，硫酸亞乙酯，硫酸乙烯酯，環(huán)己基苯，叔丁基苯，叔戊基苯，丁二氰，己二腈；

所述II型添加劑為

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（I）?????????????????????????（II）????????????????????????????????（III）

三種結(jié)構(gòu)中的一種或者多種的組合，其中，R₁-R₆為H、O、S、鹵素、烷基、烷氧基、鹵代烷基、鹵代烷氧基、烯烴基或鹵代烯烴基，?R₁-R₆相同或者不同，鹵素為F、Cl或Br，鹵代包含部分取代和全取代。

所述鋰鹽在電解液中的摩爾濃度范圍是0.001?-?2?摩爾/升；所述II型添加劑在電解液中的摩爾濃度范圍是0-0.5?摩爾/升；所述I型添加劑在電解液中的摩爾濃度范圍是0-0.5?摩爾/升。?

所述有機(jī)溶劑為碳酸酯類(lèi)、醚類(lèi)、羧酸酯類(lèi)中的一種或者多種的組合。?

進(jìn)一步地，所述碳酸酯類(lèi)為環(huán)狀的碳酸酯類(lèi)和/或鏈狀碳酸酯類(lèi)化合物；環(huán)狀的碳酸酯類(lèi)化合物為碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、γ-丁內(nèi)酯（GBL）和碳酸亞丁酯（BC）中的一種或幾種；鏈狀碳酸酯類(lèi)化合物為碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲基乙基酯（EMC）、以及碳數(shù)為3-8的直鏈或支鏈脂肪單醇與碳酸合成的碳酸酯衍生物中的一種或者多種的組合。?

進(jìn)一步地，所述的醚類(lèi)有機(jī)溶劑選自四氫呋喃（THF）、2-甲基四氫呋喃（2-Methyl-THF）、1，3-二氧環(huán)戊烷（DOL）、二甲氧甲烷（DMM）、1，2-二甲氧乙烷（DME）和二甘醇二甲醚（dimethyl?carbitol）中的一種或者多種的組合。?