[发明专利]电解液原料组合物，电解液及锂离子二次电池及其制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池用凝胶电解液原料组合物，该组合物含有非水有机溶剂、电解液锂盐、添加剂无机酸有机酯和/或腈、丙烯酸酯。本发明提供一种锂离子电池用凝胶电解液，该电解液由本发明所述的组合物与热引发剂混合后进行聚合得到。本发明提供一种锂离子二次电池及其制备方法，该电池包括极芯和电解液，所述极芯和电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极片、负极片及隔膜，所述电解液为本发明所述的电解液。本发明的凝胶电解液，可以大幅提高锂离子电池的安全性和耐久性。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池用凝胶电解液原料组合物，和一种锂离子二次电池用凝胶电解液，以及一种锂离子二次电池及其制备方法。

背景技术

动力电池的安全性问题概况起来叫“热失控”，也就是到达一定温度后，就不可控了，温度直线上升，然后就会发生燃烧爆炸。新能源汽车安全事故的本质是电池热失控，热失控的诱因包括机械电气诱因(电池碰撞挤压、针刺等)和电化学诱因(电池过充过放、快充、低温充电、自引发内短路等)。当一个电池单体发生热失控之后，相邻单体受影响后也相继发生热失控，导致热失控蔓延，最终引发安全事故。

锂离子电池所用电解液一般分为液态电解液和凝胶电解液两种，但液态电解液普遍存在安全性较差、电池硬度不够易变性等问题。相比传统的液态电解液，凝胶型聚合物电解液易加工成各种形状的薄膜，进而制备成超薄、形状各异，以适应电子产品薄型化、轻型化和微型化的发展。因此，锂离子凝胶型聚合物电解液电池取代液态电解液锂离子电池，是锂离子蓄电池发展的一个重大进步。目前凝胶聚合物电解液已经进行商品化生产，但要集优秀的机械性能和电性能等性能于一体，仍然是目前凝胶型聚合物电解液面临的重大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解液，在正常情况下循环为液体电解液，保证锂离子电池的循环性能和倍率性能，在滥用及其他异常情况下导致温度升高(即温度＞80℃)后进行聚合，形成凝胶电解液，防止热失控的发生，从而提高电池的安全性。

本发明的目的在于提供一种耐久性的凝胶电解液，以及使用该凝胶电解液的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池用凝胶电解液原料组合物，该组合物含有非水有机溶剂、电解液锂盐、添加剂无机酸有机酯和/或腈，丙烯酸酯。

优选地，非水有机溶剂、电解液锂盐、添加剂无机酸有机酯和/或腈与丙烯酸酯的重量比为70-90：10-20：0.1-20：0.1-10。

优选地，所述丙烯酸酯为下列式I)和式2)所示化合物中的任一种或多种：

其中，式I)和式II)中R₁～R₂各自所含碳原子数为0-3，优选地各自为H、CH₃、C₂H₅、C₃H₇、C₄H₉、C₆H₅、CF₃、CF₃CH₂、CF₂HCH₂、CF₃CF₂、CF₂HCF₂CH₂、OCH₂CF₃、中的任一种，所述丙烯酸酯优选为中的一种或多种。

优选地，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸丙酯、丙酸乙酯和丙酸丁酯中的一种或多种。