[發明專利]一種適用于鈦酸鋰電池的電解液

有效

• 申請號: 201310541045.5
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103545551A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 陳黎;甘朝倫;袁翔云;趙世勇
• 申請（專利權）人: 張家港市國泰華榮化工新材料有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;汪青

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池電解液，尤其涉及一種以鈦酸鋰為負極的鋰離子電池中的電解液。

背景技術

隨著便攜式電子設備、混合動力車、電動汽車以及空間技術等的迅猛發展，對二次電池在比容量、循環壽命、安全性等方面提出了更高的要求。當前實際廣泛應用的鋰離子電池負極材料是碳基材料，由于碳負極材料具有與金屬鋰很接近的電位,當電池過充電時碳電極表面易析出金屬鋰枝晶而引起短路、熱失控等,因而給電池，特別是動力電池造成很大的安全隱患；同時充放電時鋰離子在反復地嵌入和脫嵌過程中會使碳材料結構受到破壞從而導致容量的衰減。而以鈦酸鋰（Li₄Ti₅O₁₂）材料為負極的鋰離子電池很好地解決以上問題，Li₄Ti₅O₁₂相對于鋰電極的電位為1.55V，不易析出金屬鋰，電池的安全性提高；在Li嵌入或脫出過程中，晶型不發生變化，體積變化小于1%，因此被稱為“零應變材料”。Li₄Ti₅O₁₂的化學擴散系數為2×10^-8cm²/s，比碳負極材料中的擴散系數大一個數量級，高的擴散系數使得該負極材料可以快速、多循環充放電。然而，目前鈦酸鋰負極材料在充放電過程中與電解液反應，分解產生氣體，無處釋放而造成氣脹，進而影響電池的容量發揮及循環效果。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高鈦酸鋰電池的放電容量和循環壽命的適用于鈦酸鋰電池的電解液。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種適用于鈦酸鋰電池的電解液，包括有機溶劑和鋰鹽，所述的電解液還包括苯乙炔衍生物中的一種或多種，所述的苯乙炔衍生物占所述電解液質量的0.05%～10%，所述的苯乙炔衍生物的結構式為：

其中，R₁、R₂、R₃獨立地選自氫、羥基、鹵素、烷基、烷氧基、鹵代烷基、鹵代烷氧基、烯烴基、鹵代烯烴基、苯基、鹵代苯基、聯苯基、鹵代聯苯基、苯醚基、三苯基、鹵代苯醚基、鹵代三苯基、胺基、酯基、氰基中的任意一種，所述的鹵素是F、Cl、Br中的任意一種，所述的鹵代是部分取代或全取代。

優選地，所述的苯乙炔衍生物占所述的電解液質量的0.5%～1%。

優選地，所述的苯乙炔衍生物為中的任意一種或多種。

具體地，所述的有機溶劑為碳酸酯、羧酸酯、醚、砜中的一種或多種。

更具體地，所述的碳酸酯為碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亞丁基酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯中的一種或多種；所述的羧酸酯為甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯中的一種或多種；所述的醚為二甲氧基甲烷、1，2-二甲氧基乙烷、四氫呋喃、1，3-二氧戊環中的一種或多種；所述的砜為二甲亞砜、環丁砜、二甲基砜中的一種或多種。

具體地，所述的鋰鹽為LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、CF₃SO₃Li、LiCH₃SO₃、LiSCN、LiNO₃、LiO₃SCF₂CF₃、LiAsF₆、LiAlCl₄、LiTFSI、LiFSI中的一種或多種。

優選地，所述的鋰鹽的濃度為0.7～1.5mol/L。

更優選地，所述的鋰鹽的濃度為0.9～1.2mol/L。

優選地，所述的電解液還包括成膜添加劑，所述的成膜添加劑占所述的電解液質量的0.05%～5%。

更優選地，所述的成膜添加劑占所述的電解液質量的0.8%～2.0%。

具體地，所述的成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、亞硫酸丙烯酯、乙烯基亞硫酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1，3-磺酸丙內酯、1，4-磺酸丁內酯、LiBOB、LiODFB中的一種或多種。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：