專利名稱:用于鋰離子電池的電解質(zhì)、電解質(zhì)溶液的制造方法及鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是涉及電池應(yīng)用的一種電解質(zhì),且特別是涉及用于鋰離子電池的電解質(zhì)、其溶液的制造方法及應(yīng)用此電解質(zhì)的鋰離子電池。
背景技術(shù):
鋰離子電池主要是由鋰合金氧化物的正極、電解質(zhì)及作為負(fù)極的碳材、鋰金屬及其氧化物所組成。目前鋰電池的應(yīng)用主要在于如移動電話、筆記型計算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)等3C用品,其次為電動車所使用的動力鋰電池,以作為供應(yīng)上述3C產(chǎn)品及電動車所需的高能量密度的電源來源。然而,鋰離子電池內(nèi)的電解質(zhì)容易因高溫及過充電等因素而分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,因而造成了鋰離子電池的脹氣問題并劣化其循環(huán)壽命。再者,負(fù)極常見材料為中間相碳微球(Mesocarbon Microbeads, MCMBs)與石墨電極,容易因電解質(zhì)與鋰離子(Li+)的共嵌效應(yīng),而于負(fù)極處發(fā)生了剝離情形,如此將劣化了電池循環(huán)壽命并增加了不可逆電容量。第US7709420號美國專利揭示了一改質(zhì)有機(jī)粘土改質(zhì)技術(shù),其利用了包含蒙托石、貝德石、硅鐵石的一粘土,以及如表面活性劑的一改質(zhì)劑。上述表面活性劑具有一端親油性的長鏈烷基,一端為親水性基,例如:氧化銨(Amineoxides)
權(quán)利要求
1.一種用于鋰離子電池的電解質(zhì),包括: 一載體; 一鋰鹽,分散于所述載體中;以及 一添加劑,均勻分散于所述載體中,所述添加劑為經(jīng)四級有機(jī)磷鹽改質(zhì)的無機(jī)粘土。
2.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì),其中所述添加劑具有納米層狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的電解質(zhì),其中所述納米層狀結(jié)構(gòu)包括兩層二氧化硅四面體與一層氫氧化鋁八面體。
4.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì),其中所述四級有機(jī)磷鹽具有以下化學(xué)式:
5.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì),其中所述添加劑占整體電解質(zhì)的0.l-5wt%。
6.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì),其中所述載體為環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、環(huán)狀醚、鏈狀醚或高分子化合物。
7.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì),其中所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙草酸硼鋰、四氟硼酸鋰、氯酸鋰或以碳、氮、硼、鋁為中心原子的鋰鹽。
8.一種電解質(zhì)溶液的制造方法,包括: 提供一有機(jī)溶液; 于所述有機(jī)溶液內(nèi)加入一改質(zhì)劑,以得到一第一混合溶液,其中所述改質(zhì)劑為四級有機(jī)磷鹽; 提供一含粘土的有機(jī)溶液,以與所述第一混合溶液相混合,得到一第二混合溶液,其中所述含粘土的有機(jī)溶液包括無機(jī)粘土;以及 加入一鋰鹽于所述第二混合溶液中,以得到一電解質(zhì)溶液。
9.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中所述改質(zhì)劑占所述電解質(zhì)溶液的0.05-5wt %
10.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中所述無機(jī)粘土占所述電解質(zhì)溶液的 0.l-5wt%
11.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中于電解質(zhì)溶液中,所述無機(jī)粘土是經(jīng)該改質(zhì)劑改質(zhì)成為一親油性粘土,而該無機(jī)粘土具有納米層狀結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中所述納米層狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)粘土為蒙托石、貝德石、硅鐵石、硅樊石、高嶺土或云母。
13.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中所述四級有機(jī)磷鹽具有以下化學(xué)式:
14.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中所述有機(jī)溶液包括環(huán)狀碳酸酯、鏈狀碳酸酯、環(huán)狀醚或鏈狀醚。
15.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)溶液的制造方法,其中所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、雙草酸硼鋰、四氟硼酸鋰、氯酸鋰、或以碳、氮、硼、鋁為中心原子的鋰鹽。
16.一種鋰離子電池,包括: 一正極; 一負(fù)極;以及 一離子傳導(dǎo)層,夾置于所述正極與所述負(fù)極之間,其中所述離子傳導(dǎo)層包括如權(quán)利要求I所述的電解質(zhì)。
17.如權(quán)利要求16所述的鋰離子電池,其中所述正極的材料為磷酸鋰鐵、鋰錳氧化物、鋰鈷氧化物、鋰鎳鈷氧化物、鋰鎳錳氧化物或鋰鎳鈷錳氧化物。
18.如權(quán)利要求16所述的鋰離子電池,其中所述負(fù)極的材料為碳、石墨、中間相碳微球、鋰鈦氧化物或鋰金屬。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于鋰離子電池的電解質(zhì),包括一載體;一鋰鹽,溶于該載體中;以及一添加劑,均勻分散于該載體中,該添加劑為四級有機(jī)磷鹽改質(zhì)的無機(jī)粘土。本發(fā)明也提供了一種電解質(zhì)溶液的制造方法及包含上述電解質(zhì)的鋰離子電池。
文檔編號H01M10/0568GK103178296SQ201110461178
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者葉定儒, 廖世杰, 陳金銘 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院