一種提高鋰電池循環(huán)壽命電解質(zhì)溶液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，便攜式電子設(shè)備需求也越來(lái)越多，對(duì)高比能電池（電子設(shè)備 動(dòng)力源)的需求也逐漸增大。鋰電池具有高電壓、低自放電率、高能量密度、無(wú)污染等顯著優(yōu) 點(diǎn)，正逐步取代傳統(tǒng)電池不斷擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)份額。
[0003] 盡管相比傳統(tǒng)電池，鋰電池循環(huán)壽命有較大改善，但是在一些特殊環(huán)境(高溫)，鋰 電池的壽命依然沒(méi)有達(dá)到所需要求。目前鋰電池主要使用的電解液為六氟磷酸鋰與碳酸酯 (醚）的混合體系，但該電解液處于較高溫度的條件下，電池中的電解液組分六氟磷酸鋰易 分解，產(chǎn)生酸腐蝕電池SEI膜及電極材料，導(dǎo)致電池壽命下降。為了改善鋰電池的循環(huán)壽 命，通過(guò)在電解液中添加長(zhǎng)壽命添加劑，抑制酸的產(chǎn)生，減少酸對(duì)材料及電極的腐蝕，從而 大大提高電池的循環(huán)性能是目前行業(yè)內(nèi)的主要研宄方向。然而，目前常用的電池長(zhǎng)壽命添 加劑對(duì)電池SEI膜及電極材料的保護(hù)效果任然不理想，嚴(yán)重制約著鋰離子電池向大型化、 高能化的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提出了一 種提高鋰電池安全性能的電解質(zhì)溶液，該電解液使鋰離子電池具有良好的循環(huán)壽命、倍率 性能，且安全性大幅提升，使其具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0005] 為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的： 一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：該電解液包括（A)鋰鹽，（B)碳酸酯 類和/或醚類有機(jī)溶劑，（C)長(zhǎng)壽命添加劑和（D)其他功能添加劑；其中（A)鋰鹽在此電解 液中的摩爾濃度范圍是：〇. 001-2摩爾/升，（C)長(zhǎng)壽命添加劑在此電解液中所占的質(zhì)量 比例范圍為0. 001-0. 1摩爾/升，組分（D)其他功能添加劑在此電解液中的摩爾濃度范圍 為〇-〇. 5摩爾/升；其中上述的（C)長(zhǎng)壽命添加劑為二異丙基碳酰亞胺(簡(jiǎn)稱DIC)，其化 學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：該電解液包括（A)鋰鹽，（B)碳酸 酯類和/或醚類有機(jī)溶劑，（C)長(zhǎng)壽命添加劑和（D)其他功能添加劑；其中（A)鋰鹽在此電 解液中的摩爾濃度范圍是：0.001-2摩爾/升，（C)長(zhǎng)壽命添加劑在此電解液中所占的質(zhì) 量比例范圍為0. 001-0. 1摩爾/升，組分（D)其他功能添加劑在此電解液中的摩爾濃度范 圍為0-0. 5摩爾/升；其中上述的（C)長(zhǎng)壽命添加劑為二異丙基碳酰亞胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：所述的（A) 鋰鹽為四氟硼酸鋰（LiBF4)、六氟磷酸鋰（LiPF 6)、雙三氟磺酰胺鋰（LiN(SO2CF3)2X雙氟磺 酰胺鋰（LiFSI)、三氟甲磺酸鋰（LiSO 3CF3)中的至少一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：所述的（B) 碳酸酯類有機(jī)溶劑為環(huán)狀碳酸酯類和/或鏈狀碳酸酯類化合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：所述的（B) 醚類有機(jī)溶劑選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、2-甲基四氫呋喃、1，3-二氧環(huán)戊烷、二甲氧甲 烷、1，2-二甲氧乙烷和二甘醇二甲醚中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：所述的環(huán) 狀的碳酸酯類化合物選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ - 丁內(nèi)酯和碳酸亞丁酯中的至少一 種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：所述的鏈 狀碳酸酯類化合物選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯、以及碳數(shù) 為3-8的直鏈或支鏈脂肪單醇與碳酸合成的碳酸酯衍生物中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解液，其特征在于：所述的（D) 其他功能添加劑為乙腈、聯(lián)苯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、氟代碳酸乙烯酯、亞硫酸丙 烯酯、1，3-(1-丙烯）磺內(nèi)酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、環(huán)己基苯、叔丁基苯、叔戊基苯和 丁二氰中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一種提高鋰電池循環(huán)壽命的電解 液，其特征在于：該電解液應(yīng)用于鋰一次電池，鋰二次電池及鋰離子電池中。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高鋰電池循環(huán)壽命電解液，包括(A)0.001-2摩爾/升的鋰鹽，(B)碳酸酯類和/或醚類有機(jī)溶劑，0.001-0.1摩爾/升的(C)長(zhǎng)壽命添加劑二異丙基碳酰亞胺和0-0.5摩爾/升的(D)其他功能添加劑。該電解液中的長(zhǎng)壽命添加劑二異丙基碳酰亞胺可以通過(guò)分子間氫鍵作用降低電解液體系鋰鹽水解，減少酸的產(chǎn)生，減弱酸對(duì)SEI膜及電極材料腐蝕，進(jìn)而提升鋰離子電池的循環(huán)壽命、倍率性能電池壽命，并且該長(zhǎng)壽命添加劑(C)具有較好的安全性能，確保應(yīng)用的充分安全，在鋰一次電池、鋰二次電池以及鋰離子電池中具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】H01M10-056
【公開(kāi)號(hào)】CN104733776
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510139820
【發(fā)明人】劉永, 任海, 王吉峰, 任加興, 趙志華, 劉志輝
【申請(qǐng)人】山東海容電源材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日