[發明專利]一種改善聚合物鋰離子二次電池高溫性能的電解液

有效

• 申請號: 201610555000.7
• 申請日: 2016-07-14
• 公開（公告）號: CN106602140B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 董晶;趙慶云;桑俊利;張麗紅;秦凱;陳世娟
• 申請（專利權）人: 天津金牛電源材料有限責任公司
• 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

本發明提供一種改善聚合物鋰離子二次電池高溫性能的電解液，含有非水有機溶劑、負極成膜添加劑、鋰鹽電解質，所述電解液還含有一種選自結構式Ⅰ表示的占所述電解液總質量的0.5%?10%的功能型添加劑；其中R1表示任選碳原子數1?10的鹵代烷基；R2和R3為鹵原子、?H、?CN、或者是碳原子數1?10的烷基（R1和R2可能相同也可能不同）。該功能型添加劑能在正極形成穩定的低阻抗電解質膜，有效的降低了正極的反應活性，從而進一步抑制電解液的分解。本發明的電解液克服了聚合物鋰離子二次電池在高溫存儲時氣脹嚴重及容量損失的缺點，同時該電解液體系與鋰離子二次電池正負極具有更好的兼容性，更好的高溫電化學特性、高溫儲存以及倍率放電性能。

技術領域

本發明涉及高能電池技術領域，特別是涉及一種改善聚合物鋰離子二次電池高溫性能的電解液。

背景技術

鋰離子聚合物電池是現今世界上最先進的二次電池，已經逐步取代鎳鎘、鉛酸電池，應用于手機、筆記本電腦、MP3、PDA、DV等數碼產品中，逐漸成為了人們工作生活中不可或缺的必備用品。電池的安全性是影響電池應用的最主要因素，鋰電池的氣脹現象是影響電池安全性的主要因素，造成電池的性能下降。鋰離子聚合物電池由于采用復合鋁塑膜作為外包裝材料，不能承受較大的內部氣體壓力，因此氣脹現象更加成為了必要的解決因素。隨著鋰離子電池應用領域的擴展，對聚合物鋰離子電池的高溫儲存以及儲存后電化學性能提出了更高的要求。

中國專利201110055393.2提出一種鋰離子聚合物電解質，其包括鋰鹽、非水溶劑及分散的聚合物。該方案通過添加聚合物可降低電池在高溫條件下的厚度膨脹率，顯著改善電池的高溫存儲性能。但該方案采用聚合物的共聚物提高了電解液的粘度，電解液電導率下降較多，倍率性能變差。

發明內容

本發明的目的是提供一種電解液，其有效改善聚合物鋰離子二次電池高溫性能，且不影響電池的倍率放電性能，本發明提供了一種改善聚合物鋰離子二次電池高溫性能的電解液改善聚合物鋰離子二次電池高溫性能的電解液，含有非水有機溶劑、負極成膜添加劑、鋰鹽電解質，所述電解液還含有一種選自結構式Ⅰ表示的占所述電解液總質量的0.5％-10％的功能型添加劑；

其結構式Ⅰ為

其中R1表示任選碳原子數1-10的鹵代烷基；R2和R3為鹵原子、-H、-CN、或者是碳原子數1-10的烷基。

所述的非水有機溶劑包括碳酸酯溶劑，所述碳酸酯溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲丙酯(MPC)中的至少一種；還包括非碳酸酯溶劑，所述非碳酸酯溶劑為γ-丁內酯(GBL)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)中至少一種。

所述的非水有機溶劑中的碳酸酯溶劑占電解液總質量的10％～50％，非碳酸酯溶劑占電解液總質量的10％～50％。

所述負極成膜添加劑包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、丙磺酸內酯(PS)、碳酸亞乙烯酯(VC)、三氟甲基碳酸乙烯酯(TFPC)、硫酸乙烯酯(DTD)、亞硫酸乙烯酯(ES)、乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)、丙烯磺酸內酯(RPS)中的至少一種。

所述的負極成膜添加劑占總電解液總質量的0.5％～30％。

所述的鋰鹽電解質包括六氟磷酸鋰(LiPF6)、雙(氟磺酰)亞胺鋰LiFSI、雙(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)、二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、碳酸鋰Li2CO3、高氯酸鋰LiClO4中的一種或者幾種。

所述的鋰鹽電解質占電解液的總重量的百分比為5％～30％。