[发明专利]锂离子电池电解液及其添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池电解液的添加剂以及含有该添加剂的锂离子电池电解液。

背景技术

锂离子电池自90年代实现规模化生产以来，以传统的二次电池(例如铅酸电池，镍氢电池和镍镉电池等)不能比拟的优越电化学性能和外形加工的多样性，迅速占领了市场，发展迅猛。目前，锂离子电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑、PDA、摄像机、数码相机、移动DVD、MP3和MP4等电子产品中，在电动工具、电动自行车和电动汽车等应用领域也发挥着越来越重要的作用。近年来，锂离子电池的基础研究和应用研究已经成为国际电化学研究的热点之一。

随着技术的快速发展以及市场需求的多样性，人们对电子产品的的电源也提出了更多要求，例如更薄，更轻，外形更多样化，更高的体积能量密度和质量能量密度，更高的安全性，更高的功率等。现在一个研究的热点是如何在提高容量的同时，又改善电池安全性(例如过充性能)。电池在过充时，锂离子从正极材料中过量的脱出，沉积到负极，在负极中又过量的嵌入，这种状况的必然结果是正负材料都处于热不稳定状态，会发生一些快速的放热反应，例如有机溶剂的分解，和热失控，严重的影响电池的安全性能。

电解液是锂离子电池的重要组成部分之一，它的性能直接影响电池的性能。开发具有优异过充安全性能的电解液，是研究人员面临的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够提高锂离子电池电解液的过充安全性能及循环性能的电解液添加剂。

本发明的另一目的在于提供含有上述添加剂、具有优异的过充安全性能及良好的循环性能的锂离子电池电解液。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种锂离子电池电解液的添加剂，所述添加剂含有氯甲苯。

优选的，氯甲苯在所述添加剂中的重量百分含量为50％～95％。

在本发明优选的实施方式中，所述添加剂还含有碳酸亚乙烯酯(VC)。

本发明还公开了含有上述添加剂的锂离子电池电解液。

所述电解液还含有电解质以及非水有机溶剂，所述添加剂总量占非水有机溶剂总质量的5％～10％。

优选的，所述电解质含有LiPF₆及LiBF₄中的一种或两种，并且两者在电解液中的总浓度为0.2～2摩尔/升，优选为0.8～1.2摩尔/升。

所述非水有机溶剂由环状和链状碳酸酯组成。

优选的，所述非水有机溶剂为选自以下环状碳酸酯中至少一种以及以下链状碳酸酯中至少一种的混合物，

环状碳酸酯：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)；

链状碳酸酯：碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)以及碳酸二乙酯(DEC)；

并且，其中环状碳酸酯占全部非水有机溶剂的体积百分含量为20％～25％。

由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于：

本发明通过选用特定的添加剂、以及含有该添加剂的特定电解液，用于制备锂离子电池时，能够使电池具有优异的过充安全性能，同时具有较好的循环性能，300次循环后容量保持率大于85％。

附图说明

图1、2、3是实施例1、2、3实验电池的过充曲线；

图4是比较例1实验电池的过充曲线；

图5是实施例2实验电池的300次循环曲线。

具体实施方式

本发明提供一种锂离子电池用电解液添加剂，及含该种添加剂的电解液。

本发明的添加剂含有氯甲苯，所述氯甲苯可以从具以下结构的邻、间、对三种氯甲苯中单独选用，也可以混合选用，混合选用时，每种氯甲苯的比例不受限制，任意比例混合即可。

在本发明优选的实施方式中，添加剂由氯甲苯与碳酸亚乙烯酯(VC)组成，其中，氯甲苯的重量百分含量为50％～95％。

本发明的电解液除上述添加剂外，还包括锂盐电解质、由环状和链状碳酸酯组成的非水有机溶剂。添加剂总量占非水有机溶剂总质量的5.0％～10％。

非水有机溶剂优选由碳酸甲乙酯(EMC)及碳酸亚乙酯(EC)组成。

利用本发明的电解液，同时满足正极为能可逆嵌入和脱出锂离子的正极材料，负极为能可逆嵌入和脱出锂离子的负极材料，由此制备出的锂离子电池具有优异的过充安全性能，同时具有较好的循环性能。

下面通过具体的实施例对本发明做进一步详细的描述。

实施例1