專利名稱：一種電解液添加劑、含有該添加劑的電解液及鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解液添加劑、含有該添加劑的電解液及鋰離子電池。
背景技術(shù)：
目前，商業(yè)用鋰離子電池的正極材料主要有錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰幾種，其充電截止電壓一般不超過4. 2V，隨著科技的進(jìn)步及市場(chǎng)的不斷發(fā)展，提升鋰電池的能量密度日益顯得重要而迫切。除了現(xiàn)有材料和電池的制作工藝改進(jìn)之外，高電壓(5V)正極材料是比較熱門的研究方向之一，它是通過提升正極活性材料的充電深度來實(shí)現(xiàn)電池的高能量密度。從結(jié)構(gòu)上來說，目前發(fā)現(xiàn)的5V正極材料包括(I)具有尖晶石結(jié)構(gòu)的錳系氧化物，·如LiMn2_xLix04、LiMn2_xMx04等；(2)具有反尖晶石結(jié)構(gòu)的釩系氧化物如LiMxV2_x04 ; (3)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的復(fù)合磷酸鹽LiMPO4，如LiCoPO4、Li3V2PO4等。由于反尖晶石結(jié)構(gòu)的材料中，鋰離子的化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)低，因此可逆容量很低，沒有太多應(yīng)用價(jià)值，而在LiCoPO4中，鋰離子的脫嵌反應(yīng)也非常困難，并且限于鈷元素的稀缺性，其應(yīng)用價(jià)值也很小，相比之下，尖晶石結(jié)構(gòu)的錳系氧化物及其衍生物具有更好的商業(yè)化前景。但是，在提高正極材料電壓的同時(shí)，電池的充放電循環(huán)等電性能卻在下降，一方面原因是新開發(fā)的正極材料不夠穩(wěn)定，另一方面即是電解液的匹配問題，常規(guī)的電解液在5V高電位下是會(huì)在電池正極表面氧化分解的，電解液自身的氧化分解反應(yīng)同時(shí)也會(huì)促使正極材料的惡化反應(yīng)。因此必須開發(fā)一種能耐5V高電壓的電解液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋰電池電性能的優(yōu)良發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能降低正極的表面活性而抑制電解液的氧化分解，達(dá)到提高高電壓(5V)鋰離子電池的高溫儲(chǔ)存性能和循環(huán)性能的鋰離子電池電解液的添加劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種含有上述添加劑，能有效提高鋰離子電池的高溫儲(chǔ)存性能和循環(huán)性能的鋰離子電池電解液和鋰離子電池。本發(fā)明一種鋰離子電池電解液的添加劑所采用的技術(shù)方案是所述添加劑包括3-氰基-6-三氟甲基卩比唆(C7H3F3N2)，其化學(xué)分子式如下
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池電解液的添加劑，其特征在于所述添加劑包括3-氰基-6-三氟甲基吡啶(C7H3F3N2),其化學(xué)分子式如下
2.一種包括權(quán)利要求I所述的添加劑的鋰離子電池電解液，其特征在于所述電解液還包括鋰鹽和有機(jī)溶劑，所述添加劑的使用質(zhì)量相當(dāng)于所述鋰鹽和所述有機(jī)溶劑總質(zhì)量的0.1% 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰離鋰離子電池電解液，其特征在于所述鋰鹽為六氟磷酸鋰(LiPF6)、高氯酸鋰(LiClO4)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、甲基磺酸鋰(LiCH3SO3)、三氟甲基磺酸鋰(LiCF3SO3)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiN(CF3SO2)2)、雙草酸硼酸酯鋰(LiBOB)中的任意一種或是其中的幾種混合使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰離鋰離子電池電解液，其特征在于所述鋰鹽的濃度為 0. 5M-1. 5M。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰離鋰離子電池電解液，其特征在于所述有機(jī)溶劑為鏈狀和環(huán)狀碳酸酯類、羧酸酯類、醚類及雜環(huán)化合物的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的一種鋰離鋰離子電池電解液，其特征在于所述所述添加劑還包括二氧化碳(C02)、二硫化碳(CS2)、碳酸亞乙烯酯(VC)、亞乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、亞硫酸乙烯酯(ES)中的一種或多種。
7.一種包括權(quán)利要求2所述的鋰離子電池電解液的鋰離子電池，其特征在于所述鋰離子電池還包括正極和負(fù)極，所述正極由錳系氧化物材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋰離子電池，其特征在于所述錳系氧化物包括富鋰錳系氧化物L(fēng)iMn2_xLix04或摻雜類錳系氧化物L(fēng)iMn2_xMx04。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解液添加劑、含有該添加劑的電解液及鋰離子電池。所述鋰離子電池包括電解液、正極和負(fù)極，所述正極由錳系氧化物材料制成，所述電解液包括鋰鹽、有機(jī)溶劑、添加劑，所述添加劑的使用質(zhì)量相當(dāng)于所述鋰鹽和所述有機(jī)溶劑總質(zhì)量的0.1%~5%，所述添加劑包括3-氰基-6-三氟甲基吡啶(C7H3F3N2)，所述添加劑的添加優(yōu)化了正極/電解液界面，降低正極的表面活性，抑制電解液的氧化分解，另一方面，由于氟元素、氮元素的引入，電解液的高溫安全性也明顯提高，所以本發(fā)明能提高高電壓(5V)鋰電池的高溫儲(chǔ)存性能和循環(huán)性能。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102760906SQ201210248980
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者戴曉兵, 許杰 申請(qǐng)人:珠海市賽緯電子材料有限公司