[發(fā)明專利]一種動力電池及其鋰離子電解液

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510060712.7
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104600362A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 玉正日;梁世碩;周文對
• 申請（專利權）人: 深圳市三訊電子有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種動力電池用鋰離子電解液及其動力電池，特別地涉及一種能夠改善鋰離子動力電池高溫性能，提高低溫放電性能的鋰離子動力電池電解液以及使用該電解液的鋰離子動力電池。

背景技術

現(xiàn)有技術中，隨著社會的發(fā)展和工業(yè)的進步，對環(huán)境和能源的需求日益增加，然而給社會帶來一些諸如環(huán)境污染，二氧化碳排放增加，石油能源的逐漸枯竭等社會壓力，這些壓力迫使世界各國的在努力可開發(fā)綠色，環(huán)保以及可持續(xù)發(fā)展的新能源。1990年日本索尼公司率先商業(yè)化的鋰離子電池以工作電壓高，能量密度高，循環(huán)壽命長，綠色環(huán)保等優(yōu)點，現(xiàn)在廣泛應用于消費類電子產品中。隨著鋰離子電池技術的進步，以及對新能源動力汽車的需求，鋰離子電池目前已經(jīng)進入動力電池領域。

傳統(tǒng)的鋰離子電池主要由正極，負極，隔膜紙以及電解液等四大部件所組成。正負極采用能夠可逆脫嵌鋰的化合物作為活性材料，目前商業(yè)化的正極材料一般為過渡金屬氧化物如鈷酸鋰，磷酸鐵鋰，錳酸鋰，鎳酸鋰及其改性物等；負極材料一般采用石墨類碳材料和中間相碳微球等。電解液一般包括非水有機碳酸酯類溶劑以及鋰鹽如LiPF₆，LiBF₄等所組成相比于消費電子類電池，動力電池一般使用在戶外，經(jīng)歷高溫酷暑，低溫嚴寒，環(huán)境苛刻，對電池的高低溫性能，循環(huán)性能要求嚴格，那么電解液的組成對電池的循環(huán)壽命，倍率性能，高溫性能，低溫性能等起到關鍵的作用。

中國專利申請?zhí)?01110390402.3公開了一種鋰離子電池電解液及鋰離子二次電池，其通過添加一定量的硅烷類磷酸酯，利用這種硅烷類磷酸酯添加劑優(yōu)先在負極表面形成阻抗較小的SEI膜(固體電解質界面膜)，來提高電池低溫性能和循環(huán)性能，但是高溫性能并未報道。

然而SEI膜阻抗小，在高溫條件下又往往不能起到保護作用，從而引發(fā)電池中副反應的發(fā)生，導致高溫性能的惡化。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種高溫性能，低溫性能、且長壽命的動力電池及其鋰離子電解液。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

一種鋰離子電解液，其特征在于，包含有非水有機溶劑、鋰鹽和添加劑，所述的添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，所述第一添加劑包括為硅烷類硫酸酯，所述第一添加劑含量占鋰離子電解液總質量的0.05-10％，所述的硅烷類硫酸酯具有以下通式：

其中，R1～R6為CmHn，1≤m≤6，1≤n≤13；

所述的第二添加劑為輔助添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)、丙烷磺酸內酯(PS)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸乙烯基亞乙烯酯(VEC)、亞硫酸乙烯酯(ES)、己二腈(ADN)、丁二酸酐(SA)中的一種或者多種的任意比例，所述的第二添加劑為所述電解液總重量的0.1-5wt％；

所述的非水有機溶劑為碳酸酯類、羧酸酯類、醚類溶劑或酮類溶劑；

所述的鋰鹽包括主鋰鹽和輔助鋰鹽，所述的主鋰鹽包括LiPF₆、LiCFSO₃、或LiN(SO₂CF₃)₂中的一種，濃度為0.4-1.5mol/L，所述的輔助鋰鹽包括有LiBF₄和LiDFOB一種或者兩種任意比例混合，其含量占電解液總量的0.1-5wt％。

優(yōu)選地，所述非水有機溶劑包含有一種環(huán)狀碳酸酯和一種鏈狀(線性)碳酸酯，所述環(huán)狀碳酸酯為碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)中的一種或兩種的任意比例的混合；所述鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、乙酸乙酯(EA)、甲酸丙酯、乙酸丙酯中的一種或多種的任意比例的混合。

本發(fā)明還提供一種鋰離子動力電池，包括上述技術方案提供的鋰離子電解液、可逆地儲存/釋放鋰離子的作為正極極片的含鋰的過渡金屬氧化物、可逆地儲存/釋放鋰離子的作為負極極片的含碳材料、以及置于正極極片與負極極片之間的多孔隔膜，所述正極極片與負極極片置于所述鋰離子電解液中。

通過實施以上技術方案，具有以下技術效果：本發(fā)明提供的動力電池及其鋰離子電解液，硅烷硫酸酯類添加劑，能在鋰離子電池的負極上還原形成薄而致密的SEI膜，改善了電池低溫放電性能。輔助鋰鹽分解形成的SEI膜，也具有改善低溫特性的功能，而第二添加劑為成膜添加劑，旨在改善電池循環(huán)以及高溫性能。這些添加劑通過相互配合，相互協(xié)同作用，進一步改善電池的高溫性能以及循環(huán)性能。

具體實施方式