[发明专利]一种锂离子电池阻燃电解液及锂离子电池

说明书

本发明涉及电池电解液技术领域，公开了一种锂离子电池阻燃电解液，包括锂盐、固态电解质界面膜稳定剂、过充保护剂、成膜添加剂、阻燃添加剂、非水有机溶剂；锂盐为占整个电解液质量分数的10％～15％；有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂和/或羧酸酯类有机溶剂与四氟乙基甲基醚按照一定比例的质量比混合；成膜添加剂占整个电解液质量分数的3%；阻燃添加剂为环三磷腈化合物及其衍生物，阻燃添加剂添加量占整个电解液质量分数的5%，过充保护剂为二苯醚。本发明通过上述添加剂有限协同作用，起到电解液阻燃的技术效果，提高锂电池安全性能。

技术领域

本发明涉及涉及电池电解液技术领域，具体是涉及一种锂离子电池阻燃电解液及锂离子电池。

背景技术

众所周知，锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、无记忆效应等显著优点，作为新能源的代表，其也具有着软肋，特别是高能量密度应用下的汽车动力电池的安全问题引起人们普遍关注；同时安全问题也是制约锂离子电池市场的主要技术问题。

锂金属是一种相对来讲比较理想的阳极材料，其具有极高理论比容量、较轻的密度和最低的氧化还原电位，然而电解液体系总是由高度易燃并且有毒的液体有机物组成，它们易于点燃(闪点非常低)，并释放大量热量。电解液也可能在极端条件下与阴极和阳极材料反应这会导致严重的安全事故。常见的DMC、DEC、EMC等电解液都表现出相对较低的沸点，这可能导致封装的电池中出现鼓包现象，导致严重的安全风险，因此必须研发出具有更高安全性能的电解液以提高锂离子电池的使用安全，解决此问题的同时如何做到在不影响锂离子电池电化学性能的前提下解决电解液易燃的技术问题是关键。

发明内容

本发明目的在于提供一种锂离子电池阻燃电解液及使用该电解液的锂离子电池；在不影响锂离子电池电化学性能的前提下解锂离子电池电解液易燃所带来的安全问题。

本发明的技术方案：

一种锂离子电池阻燃电解液，包括锂盐、固态电解质界面膜稳定剂、过充保护剂、成膜添加剂、阻燃添加剂、非水有机溶剂；

具体的，各组分为，所述锂盐为占整个电解液质量分数的10％～15％；所述有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂和/或羧酸酯类有机溶剂与四氟乙基甲基醚按照一定比例的质量比混合；所述成膜添加剂占整个电解液质量分数的3％；所述阻燃添加剂为环三磷腈化合物及其衍生物，所述阻燃添加剂添加量占整个电解液质量分数的5％，所述过充保护剂为二苯醚。

优选的，所述阻燃添加剂为乙氧基(五氟)环三磷腈或六氯环三磷腈；所述阻燃添加剂可替换选择为选甲基膦酸二甲酯、磷酸三乙酯、三乙氧基磷腈-N-磷酸二乙酯、三(三氟乙基)磷酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基磷酸酯、磷酸三苯酯中的一种或多种。

优选的，所述固态电解质界面膜稳定剂为亚磷酸三甲酯及多异氰酸酯，亚磷酸三甲酯(TMPi)和多异氰酸酯的质量比为4：1。亚磷酸三甲酯分解基团与异氰酸酯可以反应，后共存起阻燃作用。

优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、三草酸磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、四氟草酸磷酸锂、二氟二草酸磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂中的至少一种；所述锂盐的含量为电解液总质量的13％。

优选的，所述有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂和/或羧酸酯类有机溶剂与四氟乙基甲基醚按照11:1的质量比混合。

优选的，所述高温成膜添加剂为氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯中和二氟磷酸锂中的一种或多种。

优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂或双三氟甲基磺酰亚胺锂。

本发明还提供一种锂离子电池，由锂离子电池电解液、正极、负极、隔膜、集流体组成，所述锂离子电池电解液为任意一种上述所述的锂离子电池阻燃电解液。