[发明专利]一种锂离子电池电极的保护方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池电极的保护方法，包括以下步骤：将电极材料浸入电解液中，然后在电解液中加入卤代醚类溶剂，在电极表面析出锂盐添加剂，然后对电极进行充放电，形成电极保护膜；所述电解液包括非水溶剂、锂盐和添加剂；所述卤代醚类溶剂为氟代醚类、氯代醚类和溴代醚类中的一种或几种。本发明利用含氟溶剂溶剂与非水溶剂间较强的相互作用，使添加剂从溶剂中“盐析”沉积在电极表面，形成均一稳定的保护层，在电池循环过程中参与保护电极。

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极的保护方法。

背景技术

锂离子电池自商业化以来，由于其具有环保、高效等一系列优点，应用十分广泛，如纯电动汽车、笔记本电脑、移动电话等便携式储能设备，因此对锂离子电池性能的稳定性提出了新的挑战。

为了改善电池的储存性和稳定性，需要对锂离子电池的电极进行保护，锂离子电池电极的保护手段，通常是在电极表面稳定地形成保护膜，使电极免受电解液的腐蚀，进而保护电极材料的稳定性，提升锂离子电池循环性能。

电极表面保护膜的形成可通过人造保护膜来实现，即通过在电解液中加入添加剂，在充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应,形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层，称为“固体电解质界面膜”(solid electrolyte interface，SEI膜)，但此方法较难控制膜的厚度及均一性。其参与反应的含量也难以控制，SEI膜层太厚，阻碍离子运输传递，影响电池电性能，而SEI膜层过薄或膜层不均一，难以起到保护电极的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池电极的保护方法，本发明中的方法能够在电极表面形成均一稳定的SEI膜，保护电池电极，从而保证电池性能的稳定性。

本发明提供一种锂离子电池电极的保护方法，包括以下步骤：

将电极材料浸入电解液中，然后在电解液中加入卤代醚类溶剂，在电极表面析出锂盐添加剂，然后对电极进行充放电，形成电极保护膜；

所述电解液包括非水溶剂、锂盐和添加剂；

所述卤代醚类溶剂为氟代醚类、氯代醚类和溴代醚类中的一种或几种。

优选的，所述添加剂为二氟磷酸锂。

优选的，所述二氟磷酸锂在电解液中的质量浓度为0.1～10％。

优选的，所述含氟溶剂与电解液的体积比为(0.5～10)：1。

优选的，所述非水溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯中的一种或几种。

优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂和双氟磺酰亚胺锂中的一种或几种。

优选的，所述氟代醚类为氟代碳酸乙烯酯，1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚，1,1,2,2-四氟乙基乙基醚，1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚，乙基全氟乙基醚，2,2,2-三氟乙基甲基醚，二氟甲基-2,2,2-三氟乙基醚，二-(2,2-二氟乙基)醚中的一种或几种。

优选的，所述充放电过程中，充电电压为1～5V；充电电流/电流密度为0.1～10mAcm^-2。

优选的，所述充放电过程中，放电电压为0.1～3.5V；放电电流/电流密度为0.1～10mA cm^-2。

优选的，所述电极材料为镍锰酸锂，锰酸锂，磷酸铁锂，三元材料，富锂材料，钴酸锂，硅碳负极，石墨，锂金属和钛酸锂中的一种或几种。