CN101834315A - 锂离子电池高温电解液 - Google Patents

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佘沛亮
陆亚山
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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池高温电解液，由锂盐、有机溶剂和添加剂组成，所述添加剂为铵盐，各组分质量百分比为：锂盐11％～15％、有机溶剂82％～88％、铵盐0.5％～4％，混合均匀。由于该电解液中加入能提供铵离子的盐类物质，电离出的铵离子在一定程度上阻碍了正极溶出的金属离子在负极石墨电极上沉积，从而有效的减少了电解液在负极上的分解反应，提高了锂离子电池在高温环境下的使用和贮存性能。

Description

锂离子电池高温电解液
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池用高温电解液。
背景技术
锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解液和外壳组成。在电池充放电过程中，不断有锂离子在正负极活性材料中脱出和嵌入，而电解液则作为锂离子在正负极之间传递的媒介。
目前锂离子电池电解液主要由锂盐和有机溶剂组成，而有机溶剂一般采用环状碳酸酯【碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)】和链状碳酸酯【碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、甲基乙基碳酸酯(EMC)】的混合物。因为环状碳酸酯的极性高，锂盐较易溶解，电离度大，但是环状碳酸酯的粘度大，用其单独作为溶剂致使电解液的电导率低。而链状碳酸酯极性低，粘度低，与环状碳酸酯配合使用，效果较好。但是锂离子电池在高温环境下使用或贮存，电解液中EC和PC会在电池正、负极上发生氧化还原反应，降低电池的使用和贮存性能。中国专利200910147183.9涉及到一种适用于高温环境的锂离子电池电解液及制备方法，电解液中所加入的添加剂为丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯。这种类型的添加剂在高温环境下，会在负极分解形成保护膜，减缓电解液在负极进一步分解，但不能阻止反应的发生。
发明内容
本发明的目的是克服现有锂离子电池高温环境下使用和贮存容量损失快的缺点，提供一种锂离子电池用高温电解液，采用该电解液的锂离子电池高温循环性能和高温贮存容量保持率都显著提高。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
由锂盐、有机溶剂和添加剂混合均匀制成，所述添加剂为铵盐，各组分的质量百分比为：锂盐11％～15％、有机溶剂82％～88％、铵盐0.5％～4％。
作为耐高温添加剂的铵盐，为氟化铵、氯化铵、碳酸铵、四氟硼酸铵、六氟磷酸铵、高氯酸铵中的一种或多种。
本发明可取得以下积极效果：
本发明采用了可以提供铵离子的盐作为电解液耐高温添加剂，其主要作用是形成稳定的负极表面，防止正极活性材料中溶出的金属离子(Mn、Fe离子等)在负极石墨电极上沉积，从而有效的阻止了电解液在负极表面的分解，提高了锂离子电池的在高温下的使用和贮存性能。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明做进一步描述。
实施例1：
质量百分数为0.5％的六氟磷酸铵和14％的六氟磷酸锂溶于85.5％的有机溶剂(碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯质量比为1∶1)中，混合均匀后制成电解液。
实施例2：
质量百分数为1％的氟化铵和13％的六氟磷酸锂溶于86％的有机溶剂(碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯质量比为1∶1)中，混合均匀后制成电解液。
实施例3：
质量百分数为2％的四氟硼酸铵和11％的六氟磷酸锂溶于87％的有机溶剂(碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯质量比为1∶1)中，混合均匀后制成电解液。
实施例4：
质量百分数为2％的碳酸铵、1％的六氟磷酸铵和14％的六氟磷酸锂溶于83％的有机溶剂(碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯质量比为1∶1)中，混合均匀后制成电解液。
实施例5：
质量百分数为1％的高氯酸铵、1％的氯化铵、2％的四氟硼酸铵和11％的六氟磷酸锂溶于85％的有机溶剂(碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯质量比为1∶1)中，混合均匀后制成电解液。
比较例：
质量百分数13％的六氟磷酸锂溶于87％的有机溶剂(碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯质量比为1∶1)中，混合均匀后制成电解液。
将实施例和比较例所述的电解液注入锰酸锂电池后，55℃高温实验数据如下：
  55℃高温循环容量保持率(50次循环，100％放电深度)％   7天55℃高温搁置容量保持率％
  实施例1   51.3   68.9
  实施例2   53.2   72.3
  实施例3   54.5   71.5
  实施例4   50.6   73.6
  实施例5   49.4   69.7
  比较例   41   64.3
可见，由本发明实施例1～5所述电解液制备的锂电池相比由比较例制备的锂电池，高温循环性能和高温贮存容量保持率都有显著提高。

Claims (2)

1.一种锂离子电池高温电解液，由锂盐、有机溶剂和添加剂组成，其特征是所述添加剂为铵盐，各组分的质量百分比为：
锂盐：11％～15％
有机溶剂：82％～88％
铵盐：0.5％～4％
2.按权利要求1所述锂离子电池高温电解液，其特征是所述铵盐为氟化铵、氯化铵、碳酸铵、四氟硼酸铵、六氟磷酸铵、高氯酸铵中的一种或多种。
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