[發(fā)明專利]一種用于鋰電池的防過充安全電解液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010094566.0
• 申請日: 2020-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN111180793B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣濤
• 申請（專利權(quán)）人: 雙登集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0567
• 分類號(hào): H01M10/0567;H01M10/0525
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 程嘉煒

本發(fā)明涉及鋰電池電解液的技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于鋰電池的防過充安全電解液。所述電解液包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)、成膜添加劑、阻燃添加劑及復(fù)合防過充添加劑，所述復(fù)合防過充添加劑是將2,7?二溴?9?芴酮和N?(2,4,6?三氯苯基)馬來酰亞胺共同負(fù)載于多孔納米二氧化硅上而得到。本發(fā)明提供的電解液將防過充機(jī)理不同的添加劑進(jìn)行復(fù)配使用，在解決過充造成的安全問題的基礎(chǔ)上可降低電聚合添加劑用量，降低對電池循環(huán)性能的不利影響。并且N?(2,4,6?三氯苯基)馬來酰亞胺電聚合反應(yīng)生成的薄膜覆蓋于負(fù)極表面，不影響正極材料的回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰電池電解液的技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種用于鋰電池的防過充安全電解液。

背景技術(shù)

鋰離子電池在電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、混合電動(dòng)車等領(lǐng)域作為動(dòng)力電池，其安全問題受到越來越多的重視。鋰電池在短路、過充、受熱、受撞擊等極端情況下容易起火或爆炸，尤其是在外部保護(hù)電路失效或?yàn)E用的情況下進(jìn)行過充存在很大的安全隱患。鋰電池電解液的安全性能區(qū)域極小，耐過充能力差，熱穩(wěn)定性低，提高其安全性已成為研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)方法常在電池外部采用安全措施，如安裝電流中斷裝置、防爆安全閥，或是在電池的安全帽內(nèi)安裝PTC聚合物開關(guān)，這些方法都不能徹底解決電池過充造成的安全問題。而在電解液中添加防過充添加劑，是獲得防過充安全電解液相對有效也經(jīng)濟(jì)的途徑。

電解液的防過充添加劑主要有兩類：一類是氧化還原對添加劑，其在一定的電壓下在正極上被氧化，形成活性分子，然后擴(kuò)散到負(fù)極被還原為中性分子，即通過在電池內(nèi)部建立持續(xù)不斷的氧化還原平衡過程，并形成回路，釋放掉電極上積累的電荷及電池內(nèi)部的過剩電流，起到保護(hù)作用，但是，由于氧化還原對添加劑的氧化還原電勢較低（大多數(shù)低于4.2V），防過充能力有限；另一類是電聚合添加劑，其在一定的電壓下在電極表面發(fā)生電聚合反應(yīng)而形成一層聚合物薄膜，該薄膜覆蓋在電極表面將電極隔離，電子可通過聚合物膜，鋰離子不能通過聚合物膜，從而增大電池內(nèi)阻，限制充電電流，因此能很好地解決過充造成的安全問題。但是，由于電聚合型添加劑的用量較大，在濃度過高時(shí)會(huì)對電池性能產(chǎn)生一些負(fù)面影響，比如加大電池的不可逆容量損失、降低充放電效率、縮短電池循環(huán)壽命等。因此，在保證鋰電池防過充安全的同時(shí)，還應(yīng)盡可能減少添加劑的用量，降低其負(fù)面影響。另外，電聚合添加劑在反應(yīng)時(shí)形成的聚合物薄膜覆蓋在電極表面，造成電極材料的回收利用難度增大，尤其是對于成本相對較高的正極材料，降低其回收難度或提高其回收價(jià)值具有很大的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01610067211.6公開了一種防過充的鋰離子電池電解液及鋰離子電池，該電解液中包含由茴香醚類化合物和聯(lián)苯組成的復(fù)合添加劑；該鋰離子電池電解液，能夠在電池發(fā)生過充時(shí)，防止電壓的急劇上升，過充時(shí)電池不起火、不爆炸，使電池處于安全狀態(tài)；同時(shí)對電池充放電的循環(huán)性能基本無影響，循環(huán)60次后正極容量保持率大于90%。

本發(fā)明的目的在于，提供一種防過充安全電解液，既能解決鋰電池的防過充安全問題，又能降低添加劑對電池循環(huán)性能的不利影響，同時(shí)防止添加劑形成的聚合物薄膜覆蓋正極，降低正極材料的回收利用難度。

發(fā)明內(nèi)容

可見，現(xiàn)有技術(shù)的鋰電池電解液，在提高防過充安全性的同時(shí)，會(huì)造成鋰電池循環(huán)性能的下降，以及增加正極材料回收利用難度。針對這種情況，本發(fā)明提出一種用于鋰電池的防過充安全電解液，在解決過充造成的安全問題的同時(shí)，可降低對電池循環(huán)性能的不利影響，同時(shí)可降低正極材料的回收利用難度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的具體技術(shù)方案如下：

一種用于鋰電池的防過充安全電解液，所述安全電解液的組分包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)、成膜添加劑、阻燃添加劑、復(fù)合防過充添加劑。