CN101350430A - 改善锰酸锂锂离子电池性能的电解液 - Google Patents

改善锰酸锂锂离子电池性能的电解液 Download PDF

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殷振国
郭永兴
陶芝勇
曾坚义
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Abstract

本发明涉及锂电池领域，公开了一种改善锰酸锂锂离子电池性能的电解液，包括：碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、1，3－丙烷磺酸内酯、六氟磷酸锂，双草酸硼酸酯锂。在电池化成时，成膜添加剂在电极表面形成稳定的耐高温钝化膜(SEI膜)，能够有效地抑制电池正极(主要材料为锰酸锂)与电解液的反应，减少锰离子的溶解，减缓电池在循环过程中容量的衰减。

Description

改善锰酸锂锂离子电池性能的电解液
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锰酸锂锂离子电池电解液。
背景技术
锂电池是目前应用最为广泛的一种能源。目前市场上的锂离子电池主要以LiCoO2作正极，但是目前钴资源的日益贫乏，因此寻找另外一种资源丰富原料来替代LiCoO2是锂离子电池发展的必然趋势。
随着锂离子动力电池的发展，这种需求变得更加迫切。由于尖晶石LiMn2O4廉价、安全、环保等优点，因此，尖晶石LiMn2O4是替代LiCoO2的一种理想材料。
但是，尖晶石LiMn2O4与目前的电解液的相容性较差，其在电解液中会发生以下两种的溶解：
第一，由于酸的作用直接溶解。
第二，固体颗粒表面三价锰离子的歧化溶解，发生以下的反应：
2Mn3+(solid)→Mn4+(solid)+Mn2+(solution)，
而二价锰离子(Mn2+)溶解于电解液中，会在锂电池的负极还原生成锰Mn，而沉积在负极表面，从而造成尖晶石LiMn2O4在循环过程中容量衰减严重。
另外，在高温时，由于高温的催化，会导致固体颗粒表面三价锰离子的歧化溶解更加剧烈，从而造成尖晶石LiMn2O4在循环过程中容量衰减更加严重。
用户对锂电池进行充放电时，特别是在高温环境使用时，会使得锰离子的溶解加速，从而使得锂电池的容量衰减加快，进而加快电池的使用寿命的缩短。导致电池过充的情况更加容易发生，而电池过充会进一步使电池的温度升高，电解液分解加速，容量进一步衰减，产生恶性循环，甚至导致电池热失控，发生起火、爆炸等现象。
另外，目前的锂离子电解液中常用成分的碳酸丙烯酯在目前的电解液中还存在与负极发生共插的现象，影响锂离子电池的循环性能。
发明内容
本发明实施例提供了一种锰酸锂锂离子电池电解液，能有效抑制锰酸锂锂离子电池的容量衰减，减缓电池在循环过程中容量的衰减。
本发明实施例提供的锰酸锂锂离子电池电解液，包括：酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、成膜添加剂。
可选地，所述成膜添加剂有以下组分构成：1，3-丙烷磺酸内酯、双草酸硼酸酯锂。
可选地，所述1，3-丙烷磺酸内酯配比含量为5～15％。
可选地，所述双草酸硼酸酯锂浓度为0.1～0.5mol/L。
可选地，所述碳酸乙烯酯重量配比含量为20～30％。
可选地，所述碳酸甲乙酯重量配比含量为20～30％。
可选地，所述碳酸二乙酯重量配比含量为20～30％。
可选地，所述碳酸丙烯酯重量配比含量为20～30％。
可选地，所述六氟磷酸锂浓度为0.5～0.9mol/L。
可选地，所述各组份的纯度大于99.95％，水分的质量百分含量小于百万分之二十。
应用本发明实施例的技术方案，由于在本锰酸锂锂离子电池电解液中包括成膜添加剂，在电池化成时，成膜添加剂在正、负电极表面形成稳定的耐高温钝化膜(SEI膜)，能够有效地抑制电池正极(主要材料为锰酸锂)与电解液的反应，减少锰离子的溶解保证电池具有良好的高温存储性能，减缓电池在循环过程中容量的衰减；
另外，该高温钝化膜还能够抑制碳酸丙烯酯与负极发生共插，增强锂离子电池的循环性能。
附图说明
图1为应用本发明实施例2的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池在常温下的电容循环实验分析图——循环周数与容量保持率关系图；
图2为应用本发明实施例2的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池在3C、10V过充下，进行过充实验得到的：过充时间与电池电压的关系曲线；
图3为应用本发明实施例2的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池恒定在60℃高温条件下的1C循环曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
本实施例提供的改善锰酸锂锂离子电池性能的电解液除了包含碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂之外，还包含有成膜添加剂，该成膜添加剂可以但不限于由1，3-丙烷磺酸内酯、双草酸硼酸酯锂组成。
由于在本锰酸锂锂离子电池电解液中包括成膜添加剂，在电池化成时，成膜添加剂在电极表面形成稳定的耐高温钝化膜(SEI膜)，能够有效地抑制电池正极(主要材料为锰酸锂)与电解液的反应，减少锰离子的溶解，保证电池具有良好的高温存储性能，减缓电池在循环过程中容量的衰减。
特别地，在较高的温度下(比如电池发生过充时，或者外部存储、应用环境温度较高)，应用本实施例的电解液效果对电池的安全性能的保证更加明显。
由于电池在循环过程中，电池的容量保持较高的稳定性，能够有效减少由于电池容量与电池的额定容量相差过大，导致用户的实际充电时间超过计算的充电时间，造成电池过充的情况的发生，减少过充导致的各种意外发生，比如：发生电池热失控，发生起火、爆炸等现象，提高了电池的安全性。
其中，该成膜添加剂可以但不限于为由1，3-丙烷磺酸内酯、双草酸硼酸酯锂组成。
实施例2：
作为一种优选实施方案，本实施例的锰酸锂锂离子电池电解液包括：碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂、1，3-丙烷磺酸内酯、双草酸硼酸酯锂。其中各组分的配比如下：
碳酸乙烯酯重量配比含量为20～30％，碳酸甲乙酯重量配比含量为20～30％，碳酸二乙酯重量配比含量为20～30％，碳酸丙烯酯重量配比含量为20～30％，1，3-丙烷磺酸内酯配比含量为5～15％，六氟磷酸锂浓度为0.5～0.9mol/L，双草酸硼酸酯锂浓度为0.1～0.5mol/L。
由于在本实施例中添加剂的加入，成膜添加剂的成膜作用抑制了与石墨负极的作用，因此从而可适当提高碳酸丙烯酯含量(提高到20～30％)，可以进一步提高本锂离子电池的耐高温性能。
并且在本实施例中，由于在本实施例中添加剂的加入，可形成SEI膜，能够抑制氟化氢(HF)的产生，因此在本实施例中降低了六氟磷酸锂含量(降低到浓度为0.5～0.9mol/L)，增加无氟锂盐：双草酸硼酸酯锂的含量(其浓度为0.1～0.5mol/L)，增加电解液的耐高温性。
另外，为了保证锂电池具有高的稳定性，其中各组份的纯度大于99.95％，水分的质量百分含量小于百万分之二十，成膜添加剂达到电池级。
设锂离子电池的初始容量为1，图1为应用本实施例的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池在常温下的电容循环实验分析图——循环周数与容量保持率关系图。如图示，在常温下，本锂电池在1C循环580周后，其容量保持率为80％。实验证明：应用本电解液的锂电池具有优异的循环性能。
图2为应用本实施例的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池在3C、10V过充下，进行过充实验得到的：过充时间与电池电压的关系曲线。如图2示，对本锂离子电池进行十分钟的过充，而无爆炸，无起火，安全性能良好。
设锂离子电池的初始容量为1，图3为应用本实施例的锰酸锂锂离子电池液的锂离子电池恒定在60℃高温条件下1C循环时的循环次数与容量保持率的关系曲线图。如图示，在60℃高温环境中，1C循环165周容量保持率仍然为80％，其高温循环性能优良。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种锰酸锂锂离子电池电解液，包括：碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂，其特征是，还包含：成膜添加剂。
2、根据权利要求1所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述成膜添加剂有以下组分构成：1，3-丙烷磺酸内酯、双草酸硼酸酯锂。
3、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述1，3-丙烷磺酸内酯配比含量为5～15％。
4、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述双草酸硼酸酯锂浓度为0.1～0.5mol/L。
5、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述碳酸乙烯酯重量配比含量为20～30％。
6、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述碳酸甲乙酯重量配比含量为20～30％。
7、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述碳酸二乙酯重量配比含量为20～30％。
8、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述碳酸丙烯酯重量配比含量为20～30％。
9、根据权利要求2所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述六氟磷酸锂浓度为0.5～0.9mol/L。
10、根据权利要求2至9所述的锰酸锂锂离子电池电解液，其特征是，所述各组份的纯度大于99.95％，水分的质量百分含量小于百万分之二十。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101969136A (zh) * 2010-07-27 2011-02-09 天津力神电池股份有限公司 一种能够保证过充电安全性能的锂离子电池
CN104505535A (zh) * 2014-12-29 2015-04-08 珠海市赛纬电子材料有限公司 一种高电压锂离子电池的非水电解液
CN108183260A (zh) * 2017-12-13 2018-06-19 中国科学院过程工程研究所 一种电解液和锂离子电池
CN109164146A (zh) * 2018-11-12 2019-01-08 桑顿新能源科技有限公司 一种通过化成曲线判断水含量的方法
CN109346768A (zh) * 2018-09-30 2019-02-15 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种锰酸锂锂离子电池非水电解液
CN110350239A (zh) * 2019-07-08 2019-10-18 无锡市明杨新能源有限公司 高倍率高能量密度锂离子电池
CN113410519A (zh) * 2021-06-22 2021-09-17 山东海科创新研究院有限公司 锰酸锂用锂离子电池非水电解液及所得锂离子电池

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101969136A (zh) * 2010-07-27 2011-02-09 天津力神电池股份有限公司 一种能够保证过充电安全性能的锂离子电池
CN101969136B (zh) * 2010-07-27 2013-06-12 天津力神电池股份有限公司 一种能够保证过充电安全性能的锂离子电池
CN104505535A (zh) * 2014-12-29 2015-04-08 珠海市赛纬电子材料有限公司 一种高电压锂离子电池的非水电解液
CN108183260A (zh) * 2017-12-13 2018-06-19 中国科学院过程工程研究所 一种电解液和锂离子电池
CN109346768A (zh) * 2018-09-30 2019-02-15 东莞市杉杉电池材料有限公司 一种锰酸锂锂离子电池非水电解液
CN109164146A (zh) * 2018-11-12 2019-01-08 桑顿新能源科技有限公司 一种通过化成曲线判断水含量的方法
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CN110350239A (zh) * 2019-07-08 2019-10-18 无锡市明杨新能源有限公司 高倍率高能量密度锂离子电池
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