[发明专利]低温型锂离子电池电解液的组成物

说明书

技术领域

本发明为一种锂离子电池电解液，其尤指使用于低温的一种锂离子电池电解液的组成物。

背景技术

目前，3C产业的小容量锂电池——如手机电池、笔记本电脑电池等的生产已基本趋于饱和，但是大容量的动力锂离子电池却依然没有进入市场。电动车及大型移动电源应用领域仍是铅酸体系电池占据着主导地位。锂离子电池的正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂以及各类掺杂有其它元素的过渡金属氧化物。锂离子电池的工作电压为3.0V-4.2V范围，额定电压为3.6V-3.7V。它采用碳酸酯类混合溶剂(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等)作为电解液溶剂，常用的电解质盐为六氟磷酸锂(LiPF6)或四氟硼酸锂(LiBF4)。电解液在锂离子原材料组合中占了一个重要的位置，它直接影响电池的电性能。

锂离子电池有电压高、无记忆效应等的优点。但是以目前技术来讲，仍然存在一些不足，应用范围仍受某些因素的限制，应用的环境温度即是重要因素之一。

电池在低温的时候，非常忌讳大电流充电。原因是当电池尚未进入工作温度的时候，电池的化学变化会集中在极板附近，这时候如果通过大电流，会造成极板的损坏。

因此，本发明是针对锂离子电池在低温环境应用时，其电性能会受影响，如果能提高锂离子电池在低温环境的电性能，将大大拓宽锂离子电池的应用范围。

电解液作为液态锂离子电池的重要组成部分之一，在不影响电池电性能的条件下，如果能够提高熔点较低的溶剂的含量，则电池在低温环境的性能将得到显着改善。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种低温型的锂离子电池电解液的组成物，利用熔点较低的溶剂以及提高其含量，以提高锂离子电池在低温时的电性能。

为实现本发明的目的，本发明是一种低温型的锂离子电池电解液的组成物，该电解液组成为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1，3-丙烷磺酸内酯(1，3-PS)、，六氟磷酸锂(LiPF₆)；其为一种低温功能电解液，能显著改善电池在低温下的电性能。

与现有技术相比较，本发明具有如下优点：

1.该电解液在低于-20℃时，仍具有较高的电导率，电池以0.2C放电，在-20℃放电容量为常温25℃放电容量的85％以上，在-30℃放电容量为常温25℃放电容量的80％以上。

2.使用成膜添加剂，防止溶剂破坏极片，保证电池具有良好的电性能。

具体实施方式

为解决熟知的锂离子电池在低温下使用的问题，本发明在于包含防止溶剂破坏机片的成膜添加剂，提高熔点较低的溶剂的含量，电解液在低温时仍具有较高的电导率，以提高锂离子电池在低温时的电性能。

本发明的低温型锂离子电池电解液的组成物，选择一种电导率高的溶剂碳酸乙烯酯(EC)作为基体组分。选择熔点较低溶剂，且具有较高电导率的碳酸丙烯酯(PC)、1，2-二甲氧基乙烷(DME)作为溶剂体系组分，改善低温导电性能。选择粘度较低的溶剂碳酸甲乙酯(EMC)，碳酸二乙酯(DEC)，使整个溶剂体系保持适当粘度，具有较高电导率。加入一种成膜添加剂1，3-丙烷磺酸内酯(1，3-PS)，防止PC共插入石墨负极，提高电解液中PC含量。含氟锂盐LiPF₆溶于以上溶剂体系，浓度为0.9～1.2mol/L，溶解后组成的电解液在-30℃环境下仍保持较高电导率(25±2℃，大于9.0mS/cm)及适当粘度。

其中，碳酸乙烯酯(EC)含量为25～35w.t.％，碳酸丙烯酯(PC)含量为5～15w.t.％，1，2-二甲氧基乙烷(DME)含量15～35w.t.％，碳酸甲乙酯(EMC)含量25～35w.t.％，碳酸二乙酯(DEC)含量15～30w.t.％，1，3-丙烷磺酸内酯(1，3-PS)含量为3～8w.t.％，六氟磷酸锂(LiPF₆)浓度为0.9～1.2mol/L。上述的所有试剂均为电池级试剂，纯度大于99.95％，水分含量小于20ppm。

总的来讲，锂离子电池在低温环境应用时，其电性能会受影响，如果能提高锂离子电池在低温环境的电性能，将大大拓宽锂离子电池的应用范围。本发明的低温型电解液，通过使用熔点较低的溶剂并提高其含量，使电池在低温环境的电性能得到显著改善。