[發明專利]一種鋰離子電池的含酰胺電解液

在審

• 申請號: 201611224942.3
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106785039A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉鵬;田麗霞;梅銀平
• 申請（專利權）人: 石家莊圣泰化工有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/42
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務所(特殊普通合伙)13115
• 代理人: 周大偉

技術領域

本發明屬于鋰電池電解液的技術領域，涉及一種鋰離子電池的含酰胺電解液。

背景技術

鋰離子電池因其具有工作電壓高、能量密度高、環境友好、循環穩定、安全等優點，被廣泛應用于筆記本電腦、手機、MP4等等各種電子設備中。但隨著電子設備中電池容量的提高，人們對鋰離子電池的工作電壓和能量密度也提出了更高的要求。

電解液是電池的重要組成部分，承擔著通過電池內部在正負電極之間傳輸離子的作用，它對電池的容量、工作溫度范圍、循環性能及安全性能等有重要的影響。電解質一般分為液體電解質和固體電解質兩類，需滿足以下基本要求：(1)高的離子電導率，一般應達到1×10^-3-2×10^-2S/cm；(2)高的熱穩定性與化學穩定性，在較寬的溫度范圍內不發生分解；(3)較寬的電化學窗口，在較寬的電壓范圍內保持電化學性能的穩定；(4)與電池其它部分具有良好的相容性；(5)安全、無毒、無污染。

液體有機電解液是最為常用的，但是隨著電池的應用范圍不斷拓寬，人們對電池各方面的要求不斷增加，原有的電解液體系已經不能滿足使用要求。在電解液中添加少量的某些物質，能顯著改善電池的某些性能，如電解液的電導率、電池的循環效率和可逆容量、電池的安全性能等，這些少量物質稱為功能性添加劑。一般需要在電解液中加入某些功能性添加劑來實現電池的某些特殊功能，功能性添加劑在電池的生產和研究中應用越來越多。

電池在使用過程中安全始終是第一位的，過充是一項重要的指標，一般除了在電池組裝過程中通過外圍安全設置和保護電路板提高安全外，還從電池設計和電池的電解液等方面來進行改善。利用電解液添加劑實現電池的過充保護對于簡化電池制造工藝和降低成本具有非常重要的意義，一般可以從以下幾個方面考慮：1、氧化還原梭，2、阻燃電解質，3、自關閉電解質添加劑。

電解液中添加防過充添加劑可以有效提高電池的安全性，但是添加劑并不是越多越好，并不是只要過充合格就能保證其它項目也一樣優秀。防過充添加劑的加入量過多會影響電池的其他性能，如電池容量降低，循環變差，安全測試鼓脹超標等。因此，一般添加劑的使用在達到效果的情況下要盡可能減少，而且為了取得良好的效果，不同添加劑有的單一使用效果好，有的則需要復合使用更好，添加劑的種類和加入量有待仔細研究。此外，為了減少添加劑的加入對電池其它性能造成的影響，可以采用多種方式結合的形式提高過充性能的同時降低添加劑的使用量。

發明內容

本發明為了解決上述問題，設計了一種鋰離子電池的含酰胺電解液，通過合理配制添加劑，使得含有此類添加劑的電解液能有效的提高鋰電池的充放電性能，減少副反應的發生，從而減少電池脹氣，提高電池循環壽命。

本發明為實現其目的采用的技術方案是：

一種鋰離子電池的含酰胺電解液，包括鋰鹽、有機溶劑和添加劑，鋰鹽在有機溶劑中的濃度為1-1.5mol/L，添加劑的用量為0.5％-10％，關鍵點是，所述的有機溶劑包括質量之比為0.1-1.1的含有酰胺的溶劑和碳酸酯類溶劑，其中含有酰胺的溶劑為N,N-二乙基-2,2,2-三氟乙酰胺，所述的添加劑包括占據質量百分比為0.1-3％成膜添加劑、0.5-5％防過充添加劑和0.4-5％正極保護添加劑。

所述的碳酸酯類溶劑包括環狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，環狀碳酸酯與鏈狀碳酸酯的體積之比為1:0.1-10。

所述的環狀碳酸酯選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁內酯中的一種或兩種以上的組合。

所述的鏈狀碳酸酯選自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯中的一種或兩種以上的組合。

所述的成膜添加劑選自環戊烯三酮、碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸內酯、1,3-丙烯磺酸內酯、1,4-丁烷磺酸內酯中的一種或兩種以上的組合。

所述的防過充添加劑選自聯苯、環己基苯、2-氟聯苯、2,4-二氟聯苯、2,3,4-三氟聯苯中的一種或兩種以上的組合。

所述的正極保護添加劑選自六甲基二硅氮烷、六乙基二硅氮烷、六丙基二硅氮烷中的一種或兩種以上的組合。