[发明专利]一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液

说明书

技术领域

本发明属于锂二次电池用电解液技术领域，特别涉及一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液。

背景技术：

随着能源紧张形式的加剧和人类环保意识的提高，为了根治汽车尾气带给环境的影响，电动汽车的研究开发成为世界关注的问题，然而制约电动汽车发展的最大瓶颈就是动力电池。动力电池应具备如下特点：1)高能量和高功率；2)高的能量密度；3)良好的循环性能，使用寿命长；4)优良的充放电性能，防过充过放能力好；5)安全性好；6)成本低；7)对环境友好。锂离子二次电池其具有能量密度高、工作电压高、储能优、自放电小、循环寿命长、无记忆效应和对环境污染小等优点，在电子工业、通讯和计算机领域已经广泛应用，而让其作为动力电池，对锂离子二次电池提出了更高的要求。目前，锂离子电池中使用最多的正极材料主要有以下几种：钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、镍钴锰酸锂(LiCo_xNi_yMn_yO₂)、以及磷酸铁锂(LiFePO₄)等。近年来研究发现以尖晶石锰酸锂作为正极材料的锂离子动力电池不但安全性好，而且具有很好的大电流放电特性，电池的循环寿命也比较长，因此，锰酸锂作为正极活性物质的锂离子电池是目前最具竞争力的动力电池之一。然而，锰酸锂的高温循环性能并不理想，特别是在高温55℃条件下其可逆容量衰减剧烈，限制了其应用。要实现大规模的工业化，如作为电动汽车的动力电池，必须克服其高温环境下的稳定性、容量衰减快的缺点。

经过大量的实验研究发现，导致锰酸锂材料高温下可逆容量衰减的主要原因有以下几方面：1)锰溶解；2)电解液的氧化；3)电极的极化；4)锰酸锂在循环过程中，材料本身发生的Jahn-Teller效应。然而锰溶解是导致高温下容量衰减的直接原因。

目前为解决锰酸锂高温性能主要从以下几方面进行改进：1)减小材料的表面积；2)在材料烧制过程中添加其他离子；3)材料的表面修饰；4)通过添加剂改进电解液，从而改进锰酸锂电池的高温循环性能。在以上措施中，通过添加新型添加剂的电解液来改进锰酸锂电池高温循环的方法越来越多的引起人们的重视。

发明内容

本发明的目的是：提供一种改善锰酸锂电池高温性能的电解液，该电解液包含：非水有机溶剂、锂盐和负极成膜添加剂，其特征在于：还包括氟化苯腈添加剂，还可以包含氟碳表面活性剂。所述氟化苯腈作为正极成膜添加剂使用。

本发明所述的氟化苯腈正极成膜添加剂包括如下结构通式1、通式2或者通式3中的一种或者几种：

R₁～R₄为H或F，其中R₁～R₄中至少有一个基团为F。

氟化苯腈正极成膜添加剂优选5-氟间苯二腈、3，4，5，6-四氟邻苯二腈、4-氟邻苯二腈或四氟对苯二腈中的一种或几种。

本发明进一步给出了氟化苯腈添加剂的用量，氟化苯腈正极成膜添加剂的添加比例为电解液总质量0.1～5％，优选比例为0.6～3％，更优选为0.6～2％，进一步优选为0.6～1.5％。

本发明含有氟化苯腈正极成膜添加剂的基础上，电解液中还可以含有氟碳表面活性剂，所述的氟碳表面活性剂包括如下通式4中的一种或者几种：

通式4：F(CF₂CF₂)_nO(CH₂)_mH；

其中：1≤n≤10，1≤m≤10，m和n为整数。n值优选为2≤n≤6，更优选为2≤n≤4，m值优选为1≤m≤6，更优选为1≤m≤4。