[發明專利]一種鋰離子電池的電解液及其應用

有效

• 申請號: 201310706330.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103779606A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馬偉華;曹長河;潘美姿
• 申請（專利權）人: 寧波維科電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子動力電池的電解液及其應用。

?

背景技術

????鋰離子電池由于能量密度大、工作電壓高、循環長壽命長、高功率、環境友好等優點，成為目前新能源領域研究的熱點。隨著鋰離子電池的迅猛發展以及電動汽車對大容量鋰離子電池的需求，迫切需要開發具有高安全性、高容量、高功率，長壽命及環保的鋰離子動力電池。磷酸鐵鋰動力電池具有工作電壓高、比容量高、循環壽命長，價格低廉及環境友好等優點，逐漸在鋰離子動力電池市場占據主導地位。?

電解液作為電池的重要組成部分，在鋰離子電池的正、負極之間起著輸送鋰離子的作用，號稱鋰離子電池的“血液”。它對電池的比容量、工作溫度范圍、循環效率和安全性能等至關重要的作用；選擇合適的電解液是獲得高能量密度、長循環壽命和安全性良好的鋰離子二次電池的關鍵，因此在開發出滿足磷酸鐵鋰動力電池需求的電解液非常重要；目前磷酸鐵鋰動力電池存在高溫下容量損失迅速，循環性能差，不能滿足動力電池經常處于高溫（大于45℃）條件下工作的需要；為滿足上述需求，開發滿足磷酸鐵鋰動力電池在高溫條件下工作的電解液，高溫電解液的開發傾向于優化溶劑的組成及加入合適的添加劑，從而提高電解液的耐氧化、耐高溫性能，改善磷酸鐵鋰動力電池在高溫下的循環性能。

中國專利公布號CN?102324563?A，公布日2012年1月18日，名稱為鋰離子電池電解液及鋰離子電池，該申請案公開了鋰離子電池電解液以及使用該電解液的鋰離子電池，所述電解液各組分重量份分別為：鋰鹽10份，有機溶劑55-80份，添加劑0.4-2份；其中鋰鹽為六氟磷酸鋰，有機溶劑為乙烯碳酸酯和二乙基碳酸酯，添加劑包括六甲基二硅胺烷。其不足之處在于，鋰離子電池在高溫環境下容量損失迅速，循環性能差。

?

發明內容

本發明的目的在于為了解決鋰離子電池在高溫環境下容量損失迅速，循環性能差的缺陷而提供一種在高溫環境下容量保持率高，循環性能好的鋰離子電池的電解液。

本發明的另一個目的是提供一種鋰離子動力電池的電解液的應用。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種鋰離子電池的電解液，所述電解液由電解質、有機溶劑與添加劑組成，所述添加劑由以下以電解液總重量為基準的成分組成：5-6.5%的4,5-二乙基碳酸亞乙烯酯、0.5-3.5%的4-甲基-5-丙基碳酸亞乙烯酯、3-5.2%的亞硫酸丙烯酯及0.01-0.45%的甲基叔丁基醚。在本技術方案中，使用4,5-二乙基碳酸亞乙烯酯、4-甲基-5-丙基碳酸亞、亞硫酸丙烯酯與甲基叔丁基醚作為添加劑，形成了致密穩定的SEI膜，而三種物質的添加改善了高溫SEI膜在高溫下的穩定性，提高了電解液的耐高溫性能。

作為優選，所述電解質為六氟磷酸鋰，電解液中電解質的濃度為2.5-3mol/L。在本技術方案中，電解質六氟磷酸鋰的濃度為2.5-3mol/L，電解液電導率高，可以有效提高磷酸鐵鋰動力電池的賠率及功率特性。

作為優選，所述有機溶劑為碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯的混合液，其中，碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯的體積比為2-4:1:3-7:5-10。在本技術方案中，電解液采用四溶劑體系，使得電解液具有合適的介電常數和粘度。

本發明還提供一種鋰離子動力電池的電解液的應用，即將本發明的電解液制作成鋰離子動力電池，包括正極、負極、隔膜和電解液，電解液為前面所描述的本發明的電解液。

由于本發明的改進在于鋰離子動力電池的電解液，因此本發明提供的鋰離子動力電池中，正極、負極、隔膜沒有特別的限制，本領域普通技術人員完全可以根據現有技術的教導來選擇所有可用的正極、負極、隔膜，結合前面對本發明的電解液的描述而實現本發明并達到本發明的目的。

本發明的有益效果：

1.電解液采用四溶劑體系，使得電解液具有合適的介電常數和粘度；加入四種功能添加劑，形成致密穩定的SEI膜，同時改善高溫SEI膜在高溫下的穩定性，提高了電解液的耐高溫性能；電解液鋰鹽濃度為2.5-3mol/L，電解液電導率較高，可以有效提高磷酸鐵鋰動力電池的倍率及功率特性；

2.鋰離子動力電池在高溫狀態下儲存，容量保持率與容量恢復率高，循環性能優良。

?

具體實施方式

以下結合具體實施例對本發明作進一步的解釋：

實施例1