[發明專利]用于鋰電池電解液的防過充添加劑及包含其的鋰電池電解液

在審

• 申請號: 201810292647.4
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108470947A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 蘇凱;冀璐
• 申請（專利權）人: 北京國能電池科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳嘯寰

本發明提供了一種用于鋰電池電解液的防過充添加劑及包含其的鋰電池電解液，涉及鋰離子電池技術領域。上述防過充添加劑主要由聯苯、環己基苯、二氟聯苯、氟苯和二氟磷酸鋰組成，其中聯苯、環己基苯和二氟聯苯作為電聚合型化合物可以使電芯在過充電不同電壓段持續有相應的過充添加劑反應；同時，氟苯與環己基苯相互作用，可降低在低電壓段環己基苯的電聚合成膜阻抗程度；添加二氟磷酸鋰，可以降低由于聯苯、環己基苯、二氟聯苯、氟苯等過充添加劑的加入在電芯正常使用電壓段微量成膜導致的阻抗增加。進一步的，包含上述防過充添加劑的鋰電池電解液可以溫和阻斷過充電可能發生的熱擊潰，進而避免了電芯在過充條件下的性能惡化。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其是涉及一種用于鋰電池電解液的防過充添加劑及包含其的鋰電池電解液。

背景技術

隨著鋰離子電池需求的不斷發展，設計者不斷提高電芯的充電截止電壓，或改變材料的結構(如三元正極材料不斷向高鎳方向發展)，以實現更高的能量密度要求。提高充電截止電壓、或改變材料摻比不可避免的會使電芯材料的熱穩定性不斷降低。

過充測試，意在模擬電芯在充電器、保護板等元件失效的情況下可能造成的電芯過度充電情況，該項測試一向是鋰離子電芯測試難點，特別是對于缺少向防爆閥、熔斷器等結構保護設計的軟包鋰離子電芯。當電芯過充電時，正極中的鋰離子過度脫出，引起正極結構發生坍塌，失穩的結構使其處于強氧化態，對電解液、隔離膜產生強烈的氧化作用。同時從正極脫出的鋰離子在負極表面大量析出形成鋰枝晶，強還原態的鋰同樣會有電解液發生反應。這樣電池內部強烈的氧化還原反應釋放大量的熱，再加上電池本身在充電過程中產生的焦耳熱，引起電芯溫度劇烈升高，引發SEI 膜分解、隔離膜熔融發生內短路，電解液分解等一系列反應，從而引發電芯熱失效。

因此，根據鋰離子電池在上述過充環境下遇到的問題，研究開發出一種鋰電池電解液的防過充添加劑，通過在過充時不同電壓段持續反應，溫和阻斷過充電可能發生的熱擊潰，變得十分必要和迫切。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種用于鋰電池電解液的防過充添加劑，所述防過充添加劑通過在過充時不同電壓段持續反應，溫和阻斷過充電可能發生的熱擊潰，進而避免了電芯在過充條件下的性能惡化。

本發明的第二目的在于提供一種鋰電池電解液，所述鋰電池電解液包括上述用于鋰電池電解液的防過充添加劑，上述鋰電池電解液可以溫和阻斷過充電可能發生的熱擊潰，進而避免了電芯在過充條件下的性能惡化。

本發明提供的一種用于鋰電池電解液的防過充添加劑，所述防過充添加劑主要由聯苯、環己基苯、二氟聯苯、氟苯和二氟磷酸鋰組成。

進一步的，按重量份數計，所述防過充添加劑主要由以下組分組成：聯苯10～30份、環己基苯10～30份、二氟聯苯30～50份、氟苯80～120份和二氟磷酸鋰2～10份。

進一步的，按重量份數計，所述防過充添加劑主要由以下組分組成：聯苯15～25份、環己基苯15～25份、二氟聯苯35～45份、氟苯90～110份和二氟磷酸鋰3～8份。

更進一步的，按重量份數計，所述防過充添加劑主要由以下組分組成：聯苯18～22份、環己基苯18～22份、二氟聯苯38～42份、氟苯95～105份和二氟磷酸鋰5～6份；

優選的，按重量份數計，所述防過充添加劑主要由以下組分組成：聯苯20份、環己基苯20份、二氟聯苯40份、氟苯100份和二氟磷酸鋰5份。

本發明提供的一種鋰電池電解液，所述電解液包括上述用于鋰電池電解液的防過充添加劑。

進一步的，所述防過充添加劑占鋰電池電解液質量的10～20wt％。

進一步的，所述鋰電池電解液還包括鋰鹽和有機溶劑。