[發明專利]鋰離子二次電池電解液

有效

• 申請號: 201410180414.7
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104078709A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王阿忠;胡念;賴彩娥
• 申請（專利權）人: 廈門首能科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;C07F7/08
• 代理公司: 廈門龍格專利事務所(普通合伙) 35207
• 代理人: 鐘毅虹

技術領域

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

背景技術

鋰離子二次電池具有工作電壓高、壽命長和充電速度快等優點，但是隨著技術的不斷發展和使用者對電子產品快捷的使用需求，人們希望鋰離子二次電池具有更好的循環性能，同時也要求鋰離子二次電池在較高溫度下能夠正常使用。?

石墨是鋰離子電池最常用的負極材料，也是當前應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過電解液，透過隔離膜到達石墨負極，并且在石墨負極發生還原反應生成半碳酸鋰，磺酸鋰等鋰鹽，由此在負極表面形成薄膜。這類型的薄膜被稱為有機固體電解液界面(SEI)膜。此鈍化膜不但起到鋰離子通道的作用還會阻止溶劑在石墨表面的還原，減少溶劑在循環過程中的消耗，從而提高電池的循環及高溫性能。目前，常用的SEI成膜添加劑有氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亞乙烯酯(VC)、1，3-丙磺酸內酯(PS)、乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)及硫酸乙烯酯(DTD)等。但這些常用的添加劑不能滿足日益增長的電池性能需求。?

碳酸丙烯酯作為常用的電解液溶劑之一，其具有寬的液態范圍，?其熔點低，沸點高，是常用的電解液溶劑。當碳酸丙烯酯與石墨搭配使用時，碳酸丙烯酯溶劑分子在石墨電極表面不能形成穩定的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，進而破壞了石墨的片層結構，對石墨的性能造成不利的影響，使得電池容量、循環等性能變差。有鑒于此，有必要提供一種可以促進石墨負極成膜的添加劑，有效的提高鋰離子電池的初始放電容量、循環壽命和高溫性能。?

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發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，電解液中有機溶劑的還原分解，導致石墨剝離的問題。?

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：?

鋰離子二次電池電解液，其包括非水有機溶劑和溶解在非水有機溶劑中的鋰鹽。非水有機溶劑含有質量占非水有機溶劑總質量0.5％-5％的6-三甲基硅基吡喃酮；所述6-三甲基硅基吡喃酮的結構式如下式所示：?

如前所述的鋰離子二次電池電解液，所述鋰鹽為1M?LiPF₆。?

本發明在鋰離子二次電池電解液中添加了含有上述分子結構式的6-三甲基硅基吡喃酮添加劑后，由于該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、穩定的固態電解質鈍化膜(SEI)，可以有效的抑制碳酸丙烯酯(PC)對石墨的共嵌，有效的?提高電池的初始放電容量、循環壽命和高低溫性能，有效解決電池在充電過程中石墨剝離的問題。?

具體實施方式

以下結合實施例和對比例對本發明作進一步的闡述。?

本發明鋰離子二次電池，包括正極片、負極片、間隔于相鄰正負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、導電劑SuperP、粘接劑PVDF按質量比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℃下烘干后進行冷壓；然后進行切邊、裁片、分條后，分條后在真空條件下85℃烘干4小時，焊接極耳，制成滿足要求的鋰離子二次電池正極。?

所述負極片的制備方法是：將石墨與導電劑SuperP、增稠劑CMC、粘接劑SBR按質量比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；進行切邊、裁片、分條后，分條后在真空條件下110℃烘干4小時，焊接極耳，制成滿足要求的鋰離子二次電池負極。?

所述的隔離膜采用Celgard2400。?

本發明鋰離子二次電池電解液的非水有機溶劑含有有機砜類化合物、磺酸酯類化合物、鹵代環狀碳酸酯類化合物、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；還含有環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。?

本發明使用的添加劑為6-三甲基硅基吡喃酮4(TMSP)是通過以?下路線合成的：?

合成步驟：?

(1)白色固體化合物2的合成?