[發(fā)明專利]一種鋰離子二次電池電解液

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410137879.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN103887563A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王阿忠;胡念;賴彩娥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門首能科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567
• 代理公司: 廈門龍格專利事務(wù)所(普通合伙) 35207
• 代理人: 鐘毅虹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰離子二次電池，尤其是改善電池循環(huán)性能的鋰離子二次電池及其電解液。?

背景技術(shù)

鋰離子電池是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的綠色高能環(huán)保電池，由于其具有電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在移動(dòng)電話、筆記本電腦、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等強(qiáng)調(diào)輕薄短小、多功能的便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用上迅速普及。?

石墨是鋰離子電池最常用的負(fù)極材料，也是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的電極材料。電池在首次充電過程中，由電池的正極的鋰-過渡金屬氧化物釋放出的鋰離子經(jīng)過電解液，透過隔離膜到達(dá)石墨負(fù)極，并且在石墨負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)生成半碳酸鋰，磺酸鋰等鋰鹽，由此在負(fù)極表面形成薄膜。這類型的薄膜被稱為有機(jī)固體電解液界面（SEI）膜。此鈍化膜不但起到鋰離子通道的作用還會(huì)阻止溶劑嵌入到石墨中造成的石墨的剝離。碳酸丙烯酯作為常用的電解液溶劑之一，其具有寬的液態(tài)范圍，其熔點(diǎn)低，沸點(diǎn)高，是常用的電解液溶劑。當(dāng)碳酸丙烯酯與石墨搭配使用時(shí)，碳酸丙烯酯溶劑分子在石墨電極表面不能形成穩(wěn)定的SEI膜，其隨同溶劑化鋰離子一同嵌入石墨層間，造成石墨的剝離，進(jìn)而破壞了石墨的片層結(jié)構(gòu)，對(duì)石墨的性能造成不利的影響，使得電池容量、循環(huán)等性能變差。有鑒于此，有必要提供一種可以促進(jìn)石墨負(fù)極成膜的添加劑，有效的提高鋰離子電池的初始放電容量、循環(huán)壽命和高低溫性能。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種鋰離子二次電池電解液。該電解液解決電池在充電過程中，電解液中有機(jī)溶劑的還原分解，導(dǎo)致石墨剝離的問題。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：?

一種鋰離子二次電池電解液，其包括非水有機(jī)溶劑和溶解在非水有機(jī)溶劑中的鋰鹽，其中，非水有機(jī)溶劑含有質(zhì)量占非水有機(jī)溶劑總質(zhì)量0.5%～15%的環(huán)狀膦酸酯；所述環(huán)狀膦酸酯的結(jié)構(gòu)式如下所示：?

其中，n為0～2的正整數(shù)，R為C1～C4直鏈或支鏈烷基。?

如前所述的一種鋰離子二次電池電解液，所述環(huán)狀膦酸酯優(yōu)選為1，3-丙二醇甲基膦酸酯、1，2-乙二醇乙基膦酸酯或1，4-丁二醇甲基膦酸酯。?

如前所述的一種鋰離子二次電池電解液，所述環(huán)狀膦酸酯在非水有機(jī)溶劑中的質(zhì)量百分含量為5%～10%。?

如前所述的一種鋰離子二次電池電解液，所述鋰鹽為L(zhǎng)iPF₆，所述鋰鹽濃度為1M。?

本發(fā)明在鋰離子二次電池電解液中添加了含有本發(fā)明分子結(jié)構(gòu)式的環(huán)狀膦酸酯添加劑后，由于該環(huán)狀膦酸酯添加劑具有較高的還原電位，在首次充電過程中能夠形成一層致密、穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)鈍化膜（SEI），可以有效的抑制碳酸丙烯酯（PC）對(duì)石墨的共嵌，有效的提高電池的初始放電容量、循環(huán)壽命和高低溫性能，有效解決電池在充電過程中石墨剝離的問題。?

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。?

本發(fā)明鋰離子二次電池，包括正極片、負(fù)極片、間隔于相鄰正負(fù)極片之間的隔離膜以及電解液。?

所述正極片的制備方法是：將鈷酸鋰、導(dǎo)電劑SuperP、粘接劑PVDF按質(zhì)量比96：2.0：2.0混合均勻制成一定粘度的鋰離子二次電池正極漿料，涂布在集流體鋁箔上，其涂布量為0.0194g/cm²，在85℃下烘干后進(jìn)行冷壓；然后進(jìn)行切邊、裁片、分條后，分條后在真空條件下85℃烘干4小時(shí)，焊接極耳，制成滿足要求的鋰離子二次電池正極。?

所述負(fù)極片的制備方法是：將石墨與導(dǎo)電劑SuperP、增稠劑CMC、粘接劑SBR按質(zhì)量比96.5：1.0：1.0：1.5制成漿料，涂布在集流體銅箔上并在85℃下烘干，涂布量為0.0089g/cm²；進(jìn)行切邊、裁片、分條后，分條后在真空條件下110℃烘干4小時(shí)，焊接極耳，制成滿足要求的鋰離子二次電池負(fù)極。?

所述的隔離膜采用Celgard2400。?

本發(fā)明鋰離子二次電池電解液含有有機(jī)砜類化合物、磺酸酯類化合物、鹵代環(huán)狀碳酸酯類化合物、碳酸亞烯烴基化合物、氰基化合物中的其中一種或兩種以上的混合物。所述的非水有機(jī)溶劑含有環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，可以選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、丁基內(nèi)酯、碳酸丁烯酯、二乙基碳酸酯、二丙基碳酸酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二乙酯或碳酸乙丙酯其中一種或兩種以上的混合物。?

本發(fā)明鋰離子二次電池電解液的具體制備方法是：?

實(shí)施例1?