一種防過充的鋰離子電池電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防過充的鋰離子電池電解液，由有機溶劑、鋰鹽和添加劑組成，添加劑包括添加劑A，添加劑A的質(zhì)量占電解液的質(zhì)量的0.1％～30％，鋰鹽的濃度為0.1～2mol/L，添加劑A的結(jié)構(gòu)式為其中：R1、R2、R3、R4獨立地選自烷基、烷氧基、烯烴基、鹵代烷基、鹵代烷氧基、鹵代烯烴基、羥基、羧基、醚氧基、鹵素中的任一種，其中，鹵素為F、Cl或Br，鹵代為部分取代或全取代。本發(fā)明通過在電解質(zhì)溶液中添加添加劑A，能夠有效延緩過充時電壓升高，大大提高電解質(zhì)溶液的耐過充性能和防爆性能。
【專利說明】-種防過充的鋰離子電池電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電化學【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種防過充的鋰離子電池電解液。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋰離子二次電池由于兼具高比能量和高比功率的顯著優(yōu)勢，被認為是最具發(fā)展?jié)?力的動力電池體系。但近年來發(fā)生的動力電池熱失控事故極大地打擊了消費者接受電動汽 車的信心，阻礙了電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，安全問題是大型鋰離子電池無法商業(yè)化的最 大障礙。其中，過充電是引發(fā)鋰離子電池不安全行為的最危險因素之一。
[0003] 當鋰離子電池過充時，由于電池電壓隨極化增大而迅速上升，勢必引發(fā)正極活性 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的不可逆變化以及電解液的氧化分解，進而產(chǎn)生大量的氣體并放出大量的熱，致 使電池內(nèi)壓和溫度急劇上升，存在爆炸、燃燒等不安全隱患，同時，處于過充狀態(tài)的碳負極 表面也會因金屬鋰的沉積而降低其安全性。目前，鋰離子電池的過充電保護一般通過在電 池殼外部安裝電流中斷裝置、防爆安全閥和正溫系數(shù)電阻器（PTC)開關(guān)等以防止電池過 充。這些方法雖有效果但并不能徹底解決電池過充的問題。通過添加劑來實現(xiàn)電池的過 充電保護，具有用量小、效果明顯的特點，而且可以簡化電池制造工藝，降低電池生產(chǎn)成本。 在鋰電池防過充電解液專利中，主要采用兩種類型（電聚合和氧化還原型）防過充添加劑 來提高電池過充安全性能，如聯(lián)苯、環(huán)己基苯，這兩種電聚合添加劑雖可以有效抑制電池過 充，但其的加入會損害電池的循環(huán)性能。而二茂鐵及其衍生物、茴香苯及其衍生物等氧化還 原型添加劑，雖過充保護機制可逆但由于其較低的氧化電勢，未能達到鋰離子電池正常工 作電壓4. 2V就發(fā)生氧化還原反應，往往限制了其在不同電池材料體系的鋰離子電池中的 大規(guī)模使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種對鋰離子電池性能影響小、防過充效果明 顯的電解液。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種防過充的鋰離子電池電解液，由有機溶劑、鋰鹽和添加劑組成，所述的添加劑 包括添加劑A，所述的添加劑A的質(zhì)量占所述的電解液的質(zhì)量的0. 1 %?30%，所述的鋰鹽 的濃度為〇. 1?2mol/L，所述的添加劑A的結(jié)構(gòu)式為
[0007] 其中：
【權(quán)利要求】
1. 一種防過充的鋰離子電池電解液，由有機溶劑、鋰鹽和添加劑組成，其特征在于：所 述的添加劑包括添加劑A，所述的添加劑A的質(zhì)量占所述的電解液的質(zhì)量的0. 1 %?30%， 所述的鋰鹽的濃度為0. 1?2mol/L，所述的添加劑A的結(jié)構(gòu)式為 其中：
9 Rl、R2、R3、R4獨立地選自氫、烷基、烷氧基、烯烴基、齒代烷基、齒代烷氧基、齒代烯烴 基、輕基、羧基、醚氧基、鹵素中的任一種，其中，鹵素為F、Cl或Br,鹵代為部分取代或全取 代。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的添加劑A 的質(zhì)量占所述的電解液的質(zhì)量的1. 5%?3%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的R1、 R2、R3、R4獨立地選自氫、烷基、鹵素中的任一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的添加劑A 為
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的有機溶劑 為環(huán)狀酯和/或鏈狀酯的混合物，所述的環(huán)狀酯為選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、Y- 丁內(nèi) 酯、碳酸亞丁酯中的一種或多種的組合；所述的鏈狀酯為選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳 酸二丙酯、碳酸甲基乙基酯中的一種或多種的組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的有機溶劑 為碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯的混合物，其中，所述的碳酸乙烯酯、所述的碳 酸二甲酯、所述的碳酸甲基乙基酯的質(zhì)量比為1 :〇. 8?1. 2 :0. 8?1. 2。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的鋰鹽為 LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiC104、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5) 2、LiFSI、LiSO3CF3 中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的鋰鹽 的濃度為〇? 9?I. 2mol/L。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的添加劑還 包括其他添加劑，所述的其他添加劑的濃度為〇. 1?〇. 5mol/L。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的防過充的鋰離子電池電解液，其特征在于：所述的其他添加 劑為聯(lián)苯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、1、3_丙磺酸內(nèi)酯、1、4_ 丁磺 酸內(nèi)酯、1、3-(1_丙烯）磺內(nèi)酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯中的一種或多種。
【文檔編號】H01M10/056GK104241685SQ201410487259
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】陳俊彩, 王峰, 秦虎, 袁翔云, 錢春峰, 吳欽 申請人:張家港市國泰華榮化工新材料有限公司