[發(fā)明專利]一種耐高溫鋰離子電池有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610392107.4 | 申請日： | 2016-06-02 |
| 公開（公告）號： | CN107464947B | 公開（公告）日： | 2020-07-24 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張偉;李凡群;韓笑;譚歌 | 申請（專利權(quán)）人： | 萬向一二三股份公司;萬向集團公司 |
| 主分類號： | H01M10/0525 | 分類號： | H01M10/0525;H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0569 |
| 代理公司： | 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109 | 代理人： | 尉偉敏 |
| 地址： | 311215 浙江省杭州*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 耐高溫 鋰離子電池 | ||
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，公開了一種耐高溫鋰離子電池，含有纖維素無紡布隔膜和復合電解液，所述纖維素無紡布隔膜上設有二氧化硅陶瓷涂層；所述復合電解液的溶劑包括：γ?丁內(nèi)酯4.5?5.5wt%，乙烯基碳酸乙烯酯25?40wt%，碳酸亞乙烯酯2?3wt%，二苯基辛基磷酸酯3?5wt%，所述復合電解液的電解質(zhì)為0.8?1.2mol/L的草酸二氟硼酸鋰。本發(fā)明的耐高溫鋰離子電池能夠改善鋰離子電池在高溫狀況下的安全性能，改善鋰離子電池在熱失控情況下的安全性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫鋰離子電池。
背景技術(shù)
鋰離子電池中，目前應用最廣的電解液體系為LiPF6的混合碳酸鋰溶液；隔膜主要采用聚烯烴隔膜(PE、PP等)。上述的鋰離子電池具有以下缺陷：
1、電解液體系缺陷：該體系中的溶質(zhì)LiPF6會在75℃時分解，對水敏感，易產(chǎn)生HF腐蝕集流體、SEI膜和電極活性物質(zhì)，使電池性能迅速衰減；溶劑的沸點低、閃點低，易燃燒或爆炸，引發(fā)安全問題。
2、隔膜體系缺陷：電池發(fā)生熱失控的情況下，聚烯烴隔膜在高溫下(高于170℃)無法保證其完整性，使正負極材料發(fā)生大面積接觸，導致電池產(chǎn)生更多的熱量，燃燒甚至導致爆炸，對電池的安全性構(gòu)成威脅。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐高溫鋰離子電池。本發(fā)明的耐高溫鋰離子電池能夠改善鋰離子電池在高溫狀況下的安全性能，改善鋰離子電池在熱失控情況下的安全性能。
本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種耐高溫鋰離子電池含有纖維素無紡布隔膜和復合電解液，所述纖維素無紡布隔膜上設有二氧化硅陶瓷涂層；所述復合電解液的溶劑包括：γ-丁內(nèi)酯4.5-5.5wt％，乙烯基碳酸乙烯酯25-40wt％，碳酸亞乙烯酯2-3wt％，二苯基辛基磷酸酯3-5wt％，所述復合電解液的電解質(zhì)為0.8-1.2mol/L的草酸二氟硼酸鋰。
在本發(fā)明的技術(shù)方案中，采用耐高溫的纖維素無紡布隔膜布作為鋰離子電池隔膜，并在纖維素無紡布隔膜布上復合陶瓷SiO2，熔融溫度可達到230℃，在200℃不會發(fā)生熱收縮，具有較高的穩(wěn)定性，即使有機物底膜發(fā)生融化，無涂層仍然能夠保持隔膜的完整性，防止大面積正/負極短路現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高電池的安全性。
電解液采用γ-丁內(nèi)酯、乙烯基碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、二苯基辛基磷酸酯，電解質(zhì)采用草酸二氟硼酸鋰。其中γ-丁內(nèi)酯具有較高的沸點(204℃)、高閃點(101℃)，低粘度、高介電常數(shù)等優(yōu)點，但是本發(fā)明人在經(jīng)過大量試驗后，發(fā)現(xiàn)γ-丁內(nèi)酯的缺點也非常明顯：將γ-丁內(nèi)酯添加到電解液并制備成電池后，容易在負極表面還原生成阻抗較大的SEI膜，導致電池的性能惡化。為了克服這一技術(shù)問題，本發(fā)明人在經(jīng)過大量創(chuàng)造性勞動后，對電解液中溶劑以及電解質(zhì)的選擇、配比進行了嚴格的把控。將本發(fā)明配比的γ-丁內(nèi)酯、碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯以及二苯基辛基磷酸酯進行復配，能夠得到綜合性能特別好的電解液，并且能夠解決γ-丁內(nèi)酯存在的缺陷，改善SEI膜的性能；同時也能夠彌補碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、二苯基辛基磷酸酯各自的不足之處。此外，選用一定濃度范圍的草酸二氟硼酸鋰作為上述電解液中的電解質(zhì)，也能夠改善SEI膜的性能，改善鋰電池在高溫情況下的防護改善效果，特別是發(fā)生熱失控情況下，多重保護電池不會產(chǎn)生更多的熱量。
將上述復合電解液與隔膜進行配合，能夠制得耐高溫性特別優(yōu)異的鋰離子電池，且各方面性能均衡，無明顯缺陷。
作為優(yōu)選，所述復合電解液的溶劑包括：γ-丁內(nèi)酯4.5-5.5wt％，乙烯基碳酸乙烯酯25-40wt％，碳酸亞乙烯酯2-3wt％，二苯基辛基磷酸酯3-5wt％，碳酸二甲酯0-15wt％，碳酸甲乙酯25-35wt％，亞硫酸丙烯酯1.5-2wt％。
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