[发明专利]一种镍锰酸锂正极用双功能型锂离子电池电解液

说明书

本发明涉及锂电池电解液技术领域，且公开了一种镍锰酸锂正极用双功能型锂离子电池电解液，具体包括电解质锂盐，非水有机溶剂，负极成膜添加剂和双功能型添加剂组成，所述负极成膜添加剂为氟代碳酸乙烯脂和碳酸乙烯亚乙烯脂中的至少一种，所述双功能型添加剂特指三(六氟异丙基磷酸脂)和三(2,2,2‑三氟乙基)磷酸脂。其中，锂盐浓度为0.8‑1.5M，负极成膜添加剂的量为1‑5％，双功能型添加剂的量为1‑10％。本发明具有配置过程简单、成本低廉、用料省、能够起到维持正极结构稳定的作用、改善循环同时明显提高电池安全系数的优点。

技术领域

本发明涉及锂电池电解液技术领域，具体为一种镍锰酸锂正极用双功能型锂离子电池电解液。

背景技术

锂离子电池(LIB)具有高能量密度、高工作电压、长循环寿命、低污染无记忆效应等优点，被认为是发展前景最大的二次电池之一。目前已广泛应用于便携电子设备领域，如手机、笔记本、照相机等。在新兴的动力与储能领域，锂离子电池也逐渐占据不可取代的地位。但同时，由于便携式设备的逐渐轻薄化以及动力电池高能量密度的要求，促使锂离子电池朝着提高比容量和提高工作电压方向发展。在诸多正极材料中，尖晶石镍锰酸锂LiN_0.5Mn_1.5O₄因为具有较高的对锂电势(4.75V vs.Li/Li⁺)和高比容量(147mAh/g)而受到越来越多专业人员的关注。

然而，传统电解液在较高的平台电压条件下会被持续氧化，而且高电压条件下正极材料会由于过渡金属离子持续溶出使得正极结构不断被破坏，致使电池具有较低的库伦效率和较差的循环寿命，而且，溶剂在高电压条件下会持续分解，造成电池产气，严重者会泄露，造成燃烧事故。

锂离子电池贴近人们的生活，安全性问题关乎生命财产安全，安全问题轻则损毁设备，造成经济损失，重则危及使用者的生命。因此，安全性能一直是锂离子电池研究领域的研究重点。

为了提高镍锰酸锂电池的性能问题，研究人员们从添加剂角度提出了不少有效的解决方案，使得在高压条件下循环寿命明显提高。申请公布号CN104701571 A，申请公布日2015.06.10的专利公布了一种锂离子电池用耐高温耐高压电解液，该发明专利将添加剂为硼酸三(三甲硅烷基)酯加入到电解液中，该电解液应用于锂离子电池中，其工作电压为4.5～4.7V，工作温度范围为室温～60℃，具有良好的耐高温耐高压循环性能。申请公布号CN105762412 A，申请公布日2016.07.13的发明专利公布了一种高压电解液及含有该电解液的锂离子电池，通过添加0.1％～5％的烯二腈类化合物功能添加剂。稳定的氰基的引入使得表面膜在电化学与化学上更稳定。含有这种电解液添加剂的锂离子电池在3.0～4.5V下的循环性能得到改善，提高了锂离子电池安全性能、使用寿命和能量密度。

在提高电池安全性能方面，研究人员通常是添加阻燃剂等方法来提高电池的安全性能。阻燃剂是最为重要的一类高安全性添加剂，其使用量一般占电解液的10％左右，能够有效降低电解液的可燃性。阻燃机理主要分化学阻燃和物理阻燃，前者通过捕捉燃烧过程中产生的氢自由基来终止自由基链式反应，而后者主要通过添加剂本身的低挥发性和热稳定性来“稀释”电解液中的可燃成分。但是，通过添加正极成膜添加剂等方法不能提高电池的安全性能，而单纯为了安全，添加阻燃剂又不能提高电池的电性能，而同时添加正极成膜添加剂和阻燃剂又会增加成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种镍锰酸锂正极用双功能型锂离子电池电解液，具备***等优点，解决了***的问题。

(二)技术方案

为实现上述***目的，本发明提供如下技术方案：一种镍锰酸锂正极用双功能型锂离子电池电解液，其特征在于，包括以下物质原料：电解质锂盐，非水有机溶剂，负极成膜添加剂和双功能型添加剂，包括以下步骤：