[发明专利]一种锂二次电池用非水电解液

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池电解液，具体地说是一种能提高锂离子电池高电压循环性能和电解液储存性能的电解液。 

  

背景技术

　随着2009年中国进入3G时代，3G手机及上网本的逐步普及，小小的电池似乎越来越成为一个严重的大问题。在3G时代，手机、上网本、笔记本的上网、游戏、影音将获得进一步广泛应用。但所有这些应用都需要进行较长时间的操作，需要电池能够支持更长的时间。而硬件配置的攀升，CPU处理速度的提升，屏幕尺寸更大分辨率更高，同样需要电力的保障。因此提高电池的容量成为迫切要求。目前提高锂离子电池容量最有效率的方法被认为有以下三种：一种是通过使用更高容量的正、负极材料；一种是通过改变电池的结构如提高正负极的压实密度等；一种是通过提高电池的充电电压。其中最简单最有效的方法就是提高电池的充电电压，能大幅度提高电池的比能量。 

目前锂离子电池电解液是将锂盐如LiPF6溶解到有机溶剂如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯中制成。当电池的充放电电压在4.2V及以下时，上述电解液可以满足电池的正常运行。但是，当电池充放电电压提高至4.35、4.5V甚至在使用镍锰正极材料时充放电池提高至5V甚至更高时，由于电解液在高电压下可能发生的氧化或部分氧化导致电池的循环性能、存储性能等电池综合性能大幅下降。 

   为了解决上述问题，提出了使用将碳酸酯氟化后的氟代碳酸酯的方法。例如中国专利CN200680010988.3提出链状碳酸酯至少一端取代含HCF2的含氟醚基；中国专利CN200680011015.1提出含氟醚基、氟烷氧基或含氟烷基取代的环状碳酸酯作为电解液的溶剂。从而能提高电解液的耐高电压性能；中国专利200710148009.7提出一种含卤代联苯与二卤代甲苯作为添加剂的电解液及使用该电解液的高压可充电电池可获得过充电稳定性能；中国专利200780019964.9提出含有具有2个以上氟原子的氟代环状碳酸酯的电解液使用于充电终止电压为4.3V以上的高电压电池；中国专利200910193637.6提出一种含2，3-二氢呋喃或1，4二氧环乙烯醚添加剂的电解液，用于高电压锂离子电池的电压可到4.9V。 

然而，上述专利中提到的，使用酯类溶剂被氟取代的后，对电解液质盐的溶解性降低，而且粘度增大，导致电池的放电效率下降。而加入添加剂2，3-二氢呋喃或1，4二氧环乙烯自身的氧化电位较低及沸点较低，对电池的后继循环性能及高温性能造成较大的负面影响，并且电解液还容易变色等。 

发明内容

本发明目的在于提供一种锂二次电池用非水电解液，解决了上述现有技术的问题点，其目的在于：提供一种储存性能优良且能耐高电压的非水电解液，该电解液通过控制非水有机溶剂比例，以及加入成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、稳定剂、润湿剂等功能添加剂特别是抗氧化剂的加入，大幅提高了电解液的储存稳定性及耐高电压特性。使采用本电解液的锂离子电池具有能在更高的电压下充放电循环，从而大幅提高了锂离子电池的比能量。 

本发明的技术解决方案是它包含了锂盐、非水有机溶剂，还含有占电解液总重量百分比的0.5%～7%成膜添加剂、0%~15%的阻燃添加剂、2%～10%的防过充添加剂、0.01%～2%稳定剂、0.01%～1%润湿剂。特别是在上述电解液的基础上加入了含电解液总重量百分比的0.01~2%的抗氧化剂； 

所述抗氧化剂选自所述抗氧化剂选自3.9-双(十八基氧基)-2,4,8,10-四氧-3,9-二磷杂螺环[5,5]十一烷、2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）、丁基羟基茴香醚（BHA）、2，5-二叔丁基对苯二酚、叔丁基对苯二酚（TBHQ）、没食子酸丙酯、N，N-二仲丁基对苯二胺、N，N-双-（3-（3，5-二叔丁基-04-羟基苯基）丙酰基）已二胺中、亚磷酸酯类的一种或几种组合。

以上本发明所述的非水有机溶剂选自下述（式6）与（式1）（式2）（式3）（式4）（式5）中的一种或几种的组合： 

（式1）（式2）（式3）

（式4）（式5）（式6）

其中的R和R1是烷基、氟代烷基、氟代烷氧基、氟代烷醚基，其中的烷基为C1~4，其中的R和R1可以相同或不同；R2为C1~4的烷基，加入量为占电解液总重量百分比的70~90%；