[发明专利]一种锂离子电池的含酰胺电解液

说明书

技术领域

本发明属于锂电池电解液的技术领域，涉及一种锂离子电池的含酰胺电解液。

背景技术

锂离子电池因其具有工作电压高、能量密度高、环境友好、循环稳定、安全等优点，被广泛应用于笔记本电脑、手机、MP4等等各种电子设备中。但随着电子设备中电池容量的提高，人们对锂离子电池的工作电压和能量密度也提出了更高的要求。

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

本发明为了解决上述问题，设计了一种锂离子电池的含酰胺电解液，通过合理配制添加剂，使得含有此类添加剂的电解液能有效的提高锂电池的充放电性能，减少副反应的发生，从而减少电池胀气，提高电池循环寿命。

本发明为实现其目的采用的技术方案是：

一种锂离子电池的含酰胺电解液，包括锂盐、有机溶剂和添加剂，锂盐在有机溶剂中的浓度为1-1.5mol/L，添加剂的用量为0.5％-10％，关键点是，所述的有机溶剂包括质量之比为0.1-1.1的含有酰胺的溶剂和碳酸酯类溶剂，其中含有酰胺的溶剂为N,N-二乙基-2,2,2-三氟乙酰胺，所述的添加剂包括占据质量百分比为0.1-3％成膜添加剂、0.5-5％防过充添加剂和0.4-5％正极保护添加剂。

所述的碳酸酯类溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯，环状碳酸酯与链状碳酸酯的体积之比为1:0.1-10。

所述的环状碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、γ-丁内酯中的一种或两种以上的组合。

所述的链状碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯中的一种或两种以上的组合。

所述的成膜添加剂选自环戊烯三酮、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,4-丁烷磺酸内酯中的一种或两种以上的组合。

所述的防过充添加剂选自联苯、环己基苯、2-氟联苯、2,4-二氟联苯、2,3,4-三氟联苯中的一种或两种以上的组合。

所述的正极保护添加剂选自六甲基二硅氮烷、六乙基二硅氮烷、六丙基二硅氮烷中的一种或两种以上的组合。