CN101090166A - 低温型锂离子电池电解液的组成物 - Google Patents
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Abstract
一种低温型的锂离子电池电解液的组成物,该电解液组成为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、六氟磷酸锂(LiPF6);其是一种低温功能电解液,能显著改善电池在低温下的电性能。
Description
技术领域
本发明为一种锂离子电池电解液,其尤指使用于低温的一种锂离子电池电解液的组成物。
背景技术
目前,3C产业的小容量锂电池——如手机电池、笔记本电脑电池等的生产已基本趋于饱和,但是大容量的动力锂离子电池却依然没有进入市场。电动车及大型移动电源应用领域仍是铅酸体系电池占据着主导地位。锂离子电池的正极材料通常为钴酸锂、锰酸锂或镍酸锂以及各类掺杂有其它元素的过渡金属氧化物。锂离子电池的工作电压为3.0V-4.2V范围,额定电压为3.6V-3.7V。它采用碳酸酯类混合溶剂(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等)作为电解液溶剂,常用的电解质盐为六氟磷酸锂(LiPF6)或四氟硼酸锂(LiBF4)。电解液在锂离子原材料组合中占了一个重要的位置,它直接影响电池的电性能。
锂离子电池有电压高、无记忆效应等的优点。但是以目前技术来讲,仍然存在一些不足,应用范围仍受某些因素的限制,应用的环境温度即是重要因素之一。
电池在低温的时候,非常忌讳大电流充电。原因是当电池尚未进入工作温度的时候,电池的化学变化会集中在极板附近,这时候如果通过大电流,会造成极板的损坏。
因此,本发明是针对锂离子电池在低温环境应用时,其电性能会受影响,如果能提高锂离子电池在低温环境的电性能,将大大拓宽锂离子电池的应用范围。
电解液作为液态锂离子电池的重要组成部分之一,在不影响电池电性能的条件下,如果能够提高熔点较低的溶剂的含量,则电池在低温环境的性能将得到显着改善。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种低温型的锂离子电池电解液的组成物,利用熔点较低的溶剂以及提高其含量,以提高锂离子电池在低温时的电性能。
为实现本发明的目的,本发明是一种低温型的锂离子电池电解液的组成物,该电解液组成为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、1,2-二甲氧基乙烷(DME)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS)、,六氟磷酸锂(LiPF6);其为一种低温功能电解液,能显著改善电池在低温下的电性能。
与现有技术相比较,本发明具有如下优点:
1.该电解液在低于-20℃时,仍具有较高的电导率,电池以0.2C放电,在-20℃放电容量为常温25℃放电容量的85%以上,在-30℃放电容量为常温25℃放电容量的80%以上。
2.使用成膜添加剂,防止溶剂破坏极片,保证电池具有良好的电性能。
具体实施方式
为解决熟知的锂离子电池在低温下使用的问题,本发明在于包含防止溶剂破坏机片的成膜添加剂,提高熔点较低的溶剂的含量,电解液在低温时仍具有较高的电导率,以提高锂离子电池在低温时的电性能。
本发明的低温型锂离子电池电解液的组成物,选择一种电导率高的溶剂碳酸乙烯酯(EC)作为基体组分。选择熔点较低溶剂,且具有较高电导率的碳酸丙烯酯(PC)、1,2-二甲氧基乙烷(DME)作为溶剂体系组分,改善低温导电性能。选择粘度较低的溶剂碳酸甲乙酯(EMC),碳酸二乙酯(DEC),使整个溶剂体系保持适当粘度,具有较高电导率。加入一种成膜添加剂1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS),防止PC共插入石墨负极,提高电解液中PC含量。含氟锂盐LiPF6溶于以上溶剂体系,浓度为0.9~1.2mol/L,溶解后组成的电解液在-30℃环境下仍保持较高电导率(25±2℃,大于9.0mS/cm)及适当粘度。
其中,碳酸乙烯酯(EC)含量为25~35w.t.%,碳酸丙烯酯(PC)含量为5~15w.t.%,1,2-二甲氧基乙烷(DME)含量15~35w.t.%,碳酸甲乙酯(EMC)含量25~35w.t.%,碳酸二乙酯(DEC)含量15~30w.t.%,1,3-丙烷磺酸内酯(1,3-PS)含量为3~8w.t.%,六氟磷酸锂(LiPF6)浓度为0.9~1.2mol/L。上述的所有试剂均为电池级试剂,纯度大于99.95%,水分含量小于20ppm。
总的来讲,锂离子电池在低温环境应用时,其电性能会受影响,如果能提高锂离子电池在低温环境的电性能,将大大拓宽锂离子电池的应用范围。本发明的低温型电解液,通过使用熔点较低的溶剂并提高其含量,使电池在低温环境的电性能得到显著改善。
Claims (9)
1、一种低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:该电解液组成为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、1,2-二甲氧基乙烷、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、1,3-丙烷磺酸内酯、六氟磷酸锂。
2、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:碳酸乙烯酯含量为25~35w.t.%。
3、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:碳酸丙烯酯含量为5~15w.t.%。
4、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:1,2-二甲氧基乙烷含量为15~35w.t.%。
5、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:碳酸甲乙酯含量为25~35w.t.%。
6、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:碳酸二乙酯含量为15~30w.t.%。
7、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:1,3-丙烷磺酸内酯含量为3~8w.t.%。
8、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:六氟磷酸锂浓度为0.9~1.2mol/L。
9、根据权利要求1所述的低温型的锂离子电池电解液的组成物,其特征在于:上述的所有组成物皆为电池级试剂,纯度大于99.95%,水分含量小于20ppm。
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