[发明专利]一种锂离子电池电解液

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、溶于有机溶剂的锂盐和添加剂，所述添加剂包括甲基丙烯酸二甲胺乙酯（DMAM）和丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEA）中的一种或者组合。在本发明中，添加剂甲基丙烯酸二甲胺乙酯（DMAM）和/或丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEA）与游离氢氟酸反应，生成对电解钝化的络合物，有机溶剂与络合物反应，形成稳定的氟化锂等化合物，再进行电化学合成生成SEI膜。本发明既能大大减少氢氟酸的含量，痕量的氢氟酸有利于生成稳定的SEI膜，避免溶剂分子的共嵌入对电极材料造成的破坏，从而大大提高循环性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液。

背景技术

随着科学技术发展，人们生活水平的提高，人们对提供电能的锂离子电池在比容量、循环寿命、安全性等方面提出了更高的要求。

电解液是影响锂离子电池性能的重要组分。锂离子电池电解液中的游离的氢氟酸与电解液的质量密切相关。痕量水和氢氟酸在电池的首次充放电过程中将使电极表面的还原产物烷基碳酸锂反应生成碳酸锂和氟化锂等或与金属锂反应生成氧化锂、碳酸锂和氟化锂等作为SEI膜的组分覆盖在电极表面上。碳酸锂不溶于有机溶剂，具有较好的锂离子可寻性，是形成具有优良性能的SEI膜的重要组分。氧化锂和氟化锂是热力学稳定的SEI膜组分，对稳定碳酸锂等其它SEI膜组分具有重要的意义。而当水和氢氟酸的含量较高时，氢氟酸会与锂反应，一方面消耗掉电池中有限的锂离子，从而使电池的不可逆容量增大；另一方面反应产物中大量出现氧化锂和氟化锂对电极电化学性能的改善不利，同时前述反应中会有气体产物产生导致电池内压力增大。随着氢氟酸含量的增加，锂离子电池的充放电、循环效率等性能将明显下降。因此，控制电解液中游离氢氟酸的含量，一直是人们关注的课题。

有鉴于此，确有必要对锂离子电池电解液进行优化，使其具备良好的循环性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池电解液，以控制电解液中游离氢氟酸的含量，提高锂离子电池的循环性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池电解液，包括有机溶剂、溶于有机溶剂的锂盐和添加剂，所述添加剂包括甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAM)和丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)中的一种或者组合。

在锂离子电池电解液中，电池注液后首次充放电前，添加剂甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAM)和/或丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)与游离氢氟酸反应，生成对电解钝化的络合物。其中，一个分子量的甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAM)或丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)能够控制三个分子量的游离氢氟酸，形成溶解在锂离子电池电解液中且不需要过滤处理的有机化合物，从而大大减少了氢氟酸的含量，明显改善电解液的循环性能。

作为本发明所述的锂离子电池电解液的一种改进，所述甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAM)在电解液中的质量百分含量为0.1％～5％。当甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAM)含量过低时，其不能起到减少电解液中游离的氢氟酸的作用；而当甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAM)含量过高时，其会将游离的氢氟酸反应完毕，不利于形成稳定的SEI膜。

作为本发明所述的锂离子电池电解液的一种改进，所述丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)在电解液中的质量百分含量为0.1％～5％。当丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)含量过低时，其不能起到减少电解液中游离的氢氟酸的作用；而当丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)含量过高时，其会将游离的氢氟酸反应完毕，不利于形成稳定的SEI膜。