[发明专利]一种高温型锂电池电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温型锂电池电解液，能够有效改善锂电池高温条件下的循环性能。

背景技术

锂离子二次电池由于具备高能量密度、无记忆效应、无污染等突出优势，成为最受青睐的二次电池。经过多年的发展，锂离子电池已在移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子设备上得到广泛应用。但迄今为止，锂离子电池在性能上还不能完全满足动力锂离子电池的要求，尤其是其高温循环稳定性，在较高的环境温度下(>50℃)电池容量快速衰减，特别是以尖晶石LiMn₂O₄作为正极材料的锂离子电池。电解液作为锂离子电池的关键材料之一，对电池的性能和成本有着重要的影响。已有研究者采用各种添加剂来改善锰酸锂电池的高温循环性能，如Electrochem.Solid-State Lett.5(2002)A248.采用tris(pentafluorophenyl)borane(TPFPB)；Electrochim.Acta55(2010)2073.采用fluoroethylene carbonate(FEC)；J.Power Sources189(2009)685.采用heptamethyldisilazane；J.Power Sources221(2013)90.采用tris(trimethylsilyl)borate(TMSB)；日本专利JP2008192488-A采用MMDS。

本发明拟通过使用一种新型添加剂改善电池的电解液来提高锂离子电池的高温循环稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有改善锂电池高温条件下循环性能的电解液。

本发明通过如下技术方案实现：

一种高温型电解液，其特征在于，所述电解液包含0.3wt%到5wt%的硫酰基二丙腈（“SPDN”）。

根据本发明，所述SPDN的含量优选为0.5～2wt％，所述SPDN用作电解液添加剂。

根据本发明，所述电解液还包括非水有机溶剂、锂盐。

优选地，锂盐的浓度为1mol/L，但没有特别限制。

根据本发明，所述电解液用于锂电池高温循环。

根据本发明，所述硫酰基二丙腈具有如下的分子结构：

根据本发明，所述高温电解液由以下成份组成，a)非水有机溶剂；b)电解质锂盐；c)电解液添加剂，其中，电解液添加剂具有如下的分子结构：

根据本发明，本发明所述的非水有机溶剂至少含有链状碳酸酯和环状碳酸酯。优选地，链状碳酸酯选自碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸甲丙酯。所述环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯。

本发明中，所述非水有机溶剂优选上述链状碳酸酯和环状碳酸酯中的两种或两种以上的组合，所用的链状碳酸酯和环状碳酸酯相互之间的比例没有特别的限制。

根据本发明，所述电解质锂盐没有特别限制，可用LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiClO₄，LiBOB等一般非水电解质二次电池所用的电解质锂盐。可以单独使用也可以两种以上混合使用。对电解质锂盐的用量也没有特别的限制。

根据本发明，所述硫酰基二丙腈的浓度没有特别限制，使用含锰酸锂活性材料作为正极的二次电池时，以0.5wt%～5.0wt%为好，不足0.5wt%时，电极表面不能形成足够的SEI膜，循环周期特性改善的效果小。超过5.0wt%时，阻抗就上升，循环周期特性也随着恶化。

一种锂离子电池，其特征在于，包含上述本发明的电解液。