[发明专利]一种锂离子电池用防过充电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用防过充电解液。

背景技术

锂离子电池具有容量大、工作电压高、荷电保持能力强、循环寿命长、无污染、无记忆效应、比能量高等优点，被广泛地应用于各种电子设备，如笔记本电脑、手机、数码相机、便携式照明设备等。同时，它也被用于电动工具、电动自行车和电动汽车。随着世界石油资源的逐渐消耗，以及社会对环境保护的要求逐渐提高，电动车和储能用电池得到了前所未有的发展机遇，锂离子电池的应用领域也在不断拓宽。

电解液是电池的重要组成部分，承担着通过电池内部在正负电极之间传输离子的作用，它对电池的容量、工作温度范围、循环性能及安全性能等有重要的影响。电解质一般分为液体电解质和固体电解质两类，需满足以下基本要求：(1)高的离子电导率，一般应达到1×10^-3～2×10^-2S/cm；(2)高的热稳定性与化学稳定性，在较宽的温度范围内不发生分解；(3)较宽的电化学窗口，在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定；(4)与电池其它部分具有良好的相容性；(5)安全、无毒、无污染。

液体有机电解液是最为常用的，但是随着电池的应用范围不断拓宽，人们对电池各方面的要求不断增加，原有的电解液体系已经不能满足使用要求。在电解液中添加少量的某些物质，能显著改善电池的某些性能，如电解液的电导率、电池的循环效率和可逆容量、电池的安全性能等，这些少量物质称为功能性添加剂。一般需要在电解液中加入某些功能性添加剂来实现电池的某些特殊功能，功能性添加剂在电池的生产和研究中应用越来越多。

电池在使用过程中安全始终是第一位的，过充是一项重要的指标，一般除了在电池组装过程中通过外围安全设置和保护电路板提高安全外，还从电池设计和电池的电解液等方面来进行改善。利用电解液添加剂实现电池的过充保护对于简化电池制造工艺和降低成本具有非常重要的意义，一般可以从以下几个方面考虑：1氧化还原梭，2阻燃电解质，3自关闭电解质添加剂。

电解液中添加防过充添加剂可以有效提高电池的安全性，但是添加剂并不是越多越好，并不是只要过充合格就能保证其它项目也一样优秀。防过充添加剂的加入量过多会影响电池的其他性能，如电池容量降低，循环变差，安全测试鼓胀超标等。因此，一般添加剂的使用在达到效果的情况下要尽可能减少，而且为了取得良好的效果，不同添加剂有的单一使用效果好，有的则需要复合使用更好，添加剂的种类和加入量有待仔细研究。此外，为了减少添加剂的加入对电池其它性能造成的影响，可以采用多种方式结合的形式提高过充性能的同时降低添加剂的使用量。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池用防过充电解液，采用该电解液能够使电池在电性能、环境性能变化不大的情况下显著提高电池的防过充性能。

一种锂离子电池用防过充电解液，其特别之处在于：由电解液和添加剂组成，其中电解液溶质为LiClO₄、LiAsF₆、LiBF₄、LiCF₃SO₃、LiBOB和LiPF₆中的一种或几种，而添加剂为亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯、碳酸亚乙烯酯、环乙基苯、乙酸乙烯酯、氢化二苯并呋喃、丙烯腈、二甲苯、一氟代甲基碳酸乙烯酯、二氟代甲基碳酸乙烯酯和3-丁基磷酸酯中的一种或几种，并且按重量计其添加量为电解液的0.1-3％。

其中电解液采用LiPF₆电解液，而添加剂为BP和CHB，其中BP的添加量为电解液质量的0.1％-0.5％，CHB的添加量为电解液质量的0.5％-1％。

其中电解液采用LiPF₆电解液，添加剂为BP和CHB，其中BP的添加量为电解液重量的0.5％-1％，CHB的添加量为电解液质量的1％-2％。

本发明提供了一种安全可靠、工艺简单易行、生产成本低的锂离子电池防过充解决方案。本发明的电解液需要结合PTC(正温度系数元件)的使用，通过优化电解液添加剂的使用量，在达到防过充目标的前提下尽可能降低添加剂的使用量，以达到降低成本、尽可能减小其它性能损失的效果。

具体实施方式