[发明专利]用于改善电池高温性能的混合型非水电解液添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种非水电解液混合添加剂，特别涉及一种用于改善电池高温性能的混合型非水电解液添加剂。

背景技术

非水电解液作为锂离子电池内离子运动的载体，其成分基本稳定，主要为EC、PC、EMC、DEC等，随着电池应用的不断推广，为满足不同性能要求的添加剂的研究越来越多，其中尤其是用来改善电池安全特性方面的添加剂居多，如防止电池过充的添加剂、防止电池热箱失效的添加剂等等为提高锂电池的安全性能做出了巨大的贡献。近年来，随着人们对电池使用条件的了解不断深入，发现很多情况下电池的使用都在高于常温的条件下，如笔记本电脑电池运行时，电池会发热，其温度约45℃左右；MP3、MP4长期播放时，电池的温度会上升到40℃左右；手机在充电过程中，电池的温度也会接近40℃；更有GPS用电池，由于长期暴露在阳光下，温度往往会达到80℃左右等等，使得电池消费者和制造商都对改善电池在高温条件下的电性能引起了重视，很多电池制造商对电池都进行了高温存储性能和高温循环性能等方面的测试，并在一定程度上进行了改进。然而，许多电解液改进配方往往都从电解液的基本组分入手，提高了高温性能，却损失了低温性能，仍不能很好地满足对电池使用的需求。因此，从添加剂着手，改善电池高温特性，成为目前改善电池高温特性的重要课题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种用于改善电池高温性能的混合型非水电解液添加剂。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种用于改善电池高温性能的混合型非水电解液添加剂，其特征在于由1-丙烯膦酸环酸酐(Vinylethylene carbonate，分子式为C₅H₆O₃，简称VEC)、乙酸乙酯和乙烯基亚乙基碳酸酯(1-propanephosphonic acid cyclic anhydride，分子式为C₉H₂₁O₆P₃，简称PPACA，)混合组成，且溶解于非水电解液中；所述1-丙烯膦酸环酸酐加入量与非水电解液按重量份数之比为0.05-5.0∶100；所述乙酸乙酯与非水电解液按重量份数之比为0.05-5.0∶100；所述乙烯基亚乙基碳酸酯加入量与非水电解液按重量份数之比为0.05-5.0∶100。

本发明应用的非水电解液主要由碳酸甲乙酯(EMC)、乙烯碳酸酯(EC)和丙烯碳酸酯(PC)组成，详细配方为：EMC/EC/PC＝55∶40∶5(重量份数比)，溶质为LiPF6，浓度为1mol/l，通用添加剂为3份1，3-丙磺酸内酯(PS)，1份碳酸亚乙烯酯(VC)，它们共同组成非水电解液原液。本发明添加剂是PPACA、乙酸乙酯和VEC，其相对非水电解液的重量份数比均是0.05-5份不等，按照所述的比例加入到非水电解液中，配成电池的电解液。电池的正极材料为钴酸锂，负极材料为改性石墨，隔膜为Celgard 20um隔膜，极耳为住友电工的3mm宽极耳，包装为铝塑封装袋。按照聚合物电池的制作工艺，装配成电池032220，做性能测试。

本发明的有益效果是：该添加剂中的1-丙烯膦酸环酸酐可通过抑制CO₂生成的作用有效抑制电池在高温存储和循环过程中的膨胀；同时乙烯基亚乙基碳酸酯可通过有效保护SEI膜而提高电池在高温存储和循环条件下的容量。本发明正是从此方面入手，通过大量实验，开发出一种可以有效提高电池高温存储和循环性能的功能性混合添加剂，既有效保证了电池的高温性能，又有效保证了电池的低温性能；其配比合理，制备简单，效果显著，应用广泛，可以很好的满足消费者对电池性能的需求。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

一种用于改善电池高温性能的混合型非水电解液添加剂，其特征在于由1-丙烯膦酸环酸酐、乙酸乙酯和乙烯基亚乙基碳酸酯混合组成，且溶解于非水电解液中；所述1-丙烯膦酸环酸酐加入量与非水电解液按重量份数之比为0.05-5.0∶100；所述乙酸乙酯与非水电解液按重量份数之比为0.05-5.0∶100；所述乙烯基亚乙基碳酸酯加入量与非水电解液按重量份数之比为0.05-5.0∶100。