[發(fā)明專利]一種高電壓鋰離子電池功能電解液及制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310680297.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103682420A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉善;戎海波;邢麗丹;許夢清;劉其峰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01M10/0563
• 分類號: H01M10/0563;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松;張燕玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池領(lǐng)域，特別涉及一種高電壓鋰離子電池功能電解液及制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，商業(yè)用鋰離子電池的正極材料有錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料這幾種，充電截止電壓一般都不超過4.2V，隨著科技的進步及市場的不斷發(fā)展，提升鋰電池的能量密度日益顯得重要和迫切。除了現(xiàn)有材料和電池生產(chǎn)工藝的改進之外，高電壓（5V）正極材料是比較熱門的研究方向之一，主要是通過提升正極活性材料的充電深度來實現(xiàn)電池的高能量密度。

然而，提高正極材料電壓的同時，電池的充放電循環(huán)等性能卻在下降，一方面原因正極材料不夠穩(wěn)定，另一方面即是電解液的匹配問題，普通電解液在5V的高電壓下會在正極表面發(fā)生氧化分解，電解液的氧化分解反應(yīng)同時也會促使正極材料的破壞。所以，開發(fā)耐高電壓的電解液有著重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種高電壓鋰離子電池功能電解液。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述高電壓鋰離子電池功能電解液的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述高電壓鋰離子電池功能電解液的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種高電壓鋰離子電池功能電解液，是在普通電解液添加相當于普通電解液質(zhì)量1～5%的功能添加劑得到的；所述的普通電解液由環(huán)狀碳酸酯溶劑、線性碳酸酯溶劑和導(dǎo)電鋰鹽構(gòu)成；所述的功能添加劑為三（三甲基硅烷）磷酸酯；

所述的普通電解液的組成優(yōu)選如下所示：環(huán)狀碳酸酯溶劑和線性碳酸酯溶劑的質(zhì)量比為（1:3）～（3:2）；導(dǎo)電鋰鹽在普通電解液中的終濃度為0.8～1.2mol/L；

所述的環(huán)狀碳酸酯溶劑為碳酸乙烯酯（EC）；

所述的線性碳酸酯溶劑為碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）和碳酸甲丙酯（MPC）中的至少一種；

所述的導(dǎo)電鋰鹽為LiPF₆、LiBOB、LiSO₃CF₃、LiClO₄、LiAsF₆、Li（CF₃SO₂）₂N和LiC（CF₃SO₂）₃中的至少一種；

上述高電壓鋰離子電池功能電解液的制備方法，包括如下步驟：

（1）將環(huán)狀碳酸酯溶劑和線性碳酸酯溶劑混合，純化除雜、除水，得到混合溶劑；在室溫條件下，將導(dǎo)電鋰鹽加入環(huán)狀碳酸酯和線性碳酸酯的混合溶劑中，攪拌均勻，得到普通電解液；

（2）在步驟（1）得到的普通電解液中加入相當于普通電解液質(zhì)量1～5%的功能添加劑，得到高電壓鋰離子電池功能電解液；所述功能添加劑為三（三甲基硅烷）磷酸酯；

步驟（1）中所述的環(huán)狀碳酸酯溶劑和所述的線性碳酸酯溶劑的質(zhì)量比為（1:3）～（3:2）；

步驟（1）中所述的環(huán)狀碳酸酯溶劑為碳酸乙烯酯（EC）；

步驟（1）中所述的線性碳酸酯溶劑為碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）和碳酸甲丙酯（MPC）中的至少一種；

步驟（1）中所述的導(dǎo)電鋰鹽在普通電解液中的終濃度為0.8～1.2mol/L；

步驟（1）中所述的導(dǎo)電鋰鹽為LiPF₆、LiBOB、LiSO₃CF₃、LiClO₄、LiAsF₆、Li（CF₃SO₂）₂N、LiC（CF₃SO₂）₃中的至少一種；

步驟（1）中所述的純化除雜、除水優(yōu)選通過分子篩、活性碳、氫化鈣、氫化鋰、無水氧化鈣、氯化鈣、五氧化二磷、堿金屬或者堿土金屬中的任意一種或者至少兩種進行處理；

步驟（1）中所述的分子篩可以采用、或型；

步驟（1）中所述的室溫范圍為25～40℃。

所述的高電壓鋰離子電池功能電解液應(yīng)用于制造鋰離子電池，得到的電池具有良好的充放電性能。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：