[发明专利]一种提高锂离子电池过充安全性能的电解液及其用途

说明书

本发明涉及一种提高锂离子电池过充安全性能的电解液及其用途，所述电解液中包含有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包含二草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)磷酸酯及己二腈中的至少两种；上述添加剂间存在协同作用，使得由其得到的电解液组装得到的锂离子电池的过充安全性能明显提高，且由所述电解液组装得到的锂离子电池具有优良的循环性能。

技术领域

本发明属于锂电池领域，涉及一种提高锂离子电池过充安全性能的电解液及其用途。

背景技术

圆柱三元电池的过充安全性能一直是困扰行业的重要问题，随着圆柱电池在电动工具市场的发展，其对模组过充的安全性能日益关注。许多工作者采用过充添加剂联苯(BP)、环己基苯(CHB)、氟代苯基(FB)的使用或者是混合使用，可在电池过充时发生过充电聚合，阻断电流的充入，有效避免圆柱三元电池在过充时带来的着火或者是爆炸现象；但加入上述过充添加剂对电芯的性能负面作用明显，影响电芯的内阻、循环性能衰减加速、高温存储保持率低，制约了过充添加剂的应用。

CN101308939A公开了一种抗过充锂离子电池电解液，其采用的添加剂是烷基芳香烃类有机化合物，其各组分重量比为：锂离子电池电解液有机溶剂92-97％，烷基芳香烃类有机化合物3-8％，所述烷基芳烃类有机化合物包括联苯、环己基苯、氟代苯基之间的一种或一种以上的组合；采用上述电解液组装得到的电池在充电过程中不会出现冒烟和爆炸的现象，但上述添加剂的添加对锂离子电池的循环性能存在较大不利影响。

CN101093901A公开了一种具有防过充与防气胀的锂离子电池电解液的组成物，其电解液的组成物包含碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、环己基苯、碳酸亚乙烯酯、1，3-丙烷磺酸内酯和六氟磷酸锂；其中，环己基苯的添加有利于改善过充性能，但其对锂离子电池的循环性能存在较大不利影响。

因此，开发一种能明显改善锂离子电池过充安全性能，且对电池循环性能影响较小的锂离子电池电解液仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高锂离子电池过充安全性能的电解液及其用途，所述电解液中包含有机溶剂、锂盐和添加剂，所述添加剂包含二草酸硼酸锂、三(三甲基硅烷)磷酸酯及己二腈中的至少两种；上述添加剂间存在协同作用，使得由其得到的电解液组装得到的锂离子电池的过充安全性能明显提高，且由所述电解液组装得到的锂离子电池具有优良的循环性能。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种提高锂离子电池过充安全性能的电解液，所述电解液中包含有机溶剂、锂盐和添加剂；所述添加剂包含二草酸硼酸锂(LiBOB)、三(三甲基硅烷)磷酸酯(TMSP)及己二腈(ADN)中的至少两种；所述添加剂示例性的包括LiBOB和TMSP的组合、ADN和LiBOB的组合、TMSP和ADN的组合或LiBOB、TMSP和ADN的组合。

本发明所述电解液中添加上述添加剂，上述添加剂间的协同作用降低了锂离子电池过充时的温升，从而提高了电池的安全性能，由其组装得到的电池均能通过单体过充测试。

优选地，以所述电解液的质量为100％计，LiBOB的质量百分含量为0.1-5％，例如0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.5％或4.8％等，优选为0.5-2％。

优选地，以所述电解液的质量为100％计，TMSP的质量百分含量为0.1-2％，例如0.2％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.2％、1.5％或1.8％等，优选为0.5-1％。

优选地，以所述电解液的质量为100％计，ADN的质量百分含量为0.1-2％，例如0.2％、0.5％、0.8％、1％、1.2％、1.5％或1.8％等，优选为1-2％。

优选地，所述添加剂包含二草酸硼酸锂、TMSP和己二腈。