CN101908644A - 4.2v以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液 - Google Patents

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骆宏钧
赵世勇
陈黎
方剑慧
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Zhangjiagang Guotai Huarong New Chemical Materials Co Ltd
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Zhangjiagang Guotai Huarong New Chemical Materials Co Ltd
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Abstract

本发明公开了4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，所述的硫酸酯衍生物的结构式为：
Figure 201010225533.1_AB_0
或，其中n＝0～8，R1～R8为H或碳链长度为1～6的烷基，所述的硫酸酯衍生物在电解液中所占的质量百分比为0.1％～10％。本发明所述的电解液在高电压下的不易分解，从而提高锂离子电池的循环性能，同时对电池容量的影响较小。

Description

4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液。
背景技术
锂离子电池作为一种新型绿色高能电池，因具有工作电压高、比容量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应及对环境友好等优点，被广泛应用于移动电话、摄像机、笔记本电脑等便携式设备。随着在电动汽车、无绳电动工具及军事上的应用，对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，而LiNiMnO4，LiNiCoMnO2，LiCoPO4能够在较高的电压(大于4.2V)下发生锂离子的脱嵌反应，因此为提高锂离子电池的能量密度带来了新的希望。但是锂离子电池的电解液在高电压下容易分解，导致锂离子电池的充放电效率比较低，循环性能比较差，制约了高电压锂离子电池的进一步发展。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种在4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液。
本发明采用的具体技术方案是：4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，所述的硫酸酯衍生物的结构式为：
Figure BSA00000187827600011
或
Figure BSA00000187827600012
其中n＝0～8，R1～R8为H或碳链长度为1～6的烷基，所述的硫酸酯衍生物在电解液中所占的质量百分比为0.1％～10％。
所述的硫酸酯衍生物在电解液中所占的质量百分比为0.5％～10％。
本发明的有益效果是：本发明所述的电解液在高电压下的不易分解，从而提高锂离子电池的循环性能，同时对电池容量的影响较小。
附图说明
图1是两种电解液的循环性能图；
图中A为未添加高电压添加剂的电解液，其中A#-1、A#-2为A的平行样；B为添加了高电压添加剂的电解液，其中B#-1、B#-2为B的平行样。
具体实施方式
具体实施例对本发明作进一步的描述，但这些实施例不构成对本发明的任何限制。
实施例1
4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，其结构式为：
Figure BSA00000187827600021
其中n＝2。所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为0.6％。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物，其中EC、DMC和EMC的质量比为1∶1∶1。锂离子电池的电解质分别为1M的LiPF6。记为电解液B，未加高电压添加剂的电解液记为A。
将A、B两种电解液注入到正极为LiNiMnCoO2，负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中(标称容量650mAh)，在3.0～4.5V电压范围内进行1C充放电循环，如图1所示，可以看出，使用A电解液的电池循环300次容量保持率30％左右，而使用B电解液的电池容量保持率达80％以上。
实施例2
4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，其结构式为：其中n＝0～8。所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为0.6％。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物，其中EC、DMC和EMC的质量比为1∶1∶1。锂离子电池的电解质分别为0.5M的LiBOB。
实施例3
4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，其结构式为：
Figure BSA00000187827600032
其中n＝0～8。所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为0.6％。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物，其中EC、DMC和EMC的质量比为1∶1∶1。锂离子电池的电解质分别为0.5M的LiODFB。
实施例4
4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，其结构式为：
Figure BSA00000187827600033
所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为5％。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物，其中EC、DMC和EMC的质量比为1∶1∶1。锂离子电池的电解质分别为1M的LiPF6。将上述电解液与含有相同电解质、并且不含有硫酸酯衍生物的电解液进行电池循环性能测试。经过200圈反复循环后，含有硫酸酯衍生物的电解液的电池容量保持较好，从而可知硫酸酯衍生物可以提高锂离子电池的循环性能。
实施例5
4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种硫酸酯衍生物，其结构式为：
Figure BSA00000187827600041
所述的高电压添加剂在用于锂离子电池电解液中时，在电解液中所占的质量百分比为5％。电解液中的有机溶剂为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物，其中EC、DMC和EMC的质量比为1∶1∶1。锂离子电池的电解质分别为1M的LiPF6。将上述电解液与含有相同电解质、并且不含有硫酸酯衍生物的电解液进行电池循环性能测试。经过200圈反复循环后，含有硫酸酯衍生物的电解液的电池容量保持较好，从而可知硫酸酯衍生物可以提高锂离子电池的循环性能。
将实施例1、实施例2和实施例3中的三种含有不同电解质的锂离子电池电解液进行首次放电容量比较，其中充放电电流密度为0.3mA/cm2，电压范围为3.5～5.0V，可以看出放电容量受到锂离子电池电解液中的电解质的影响，硫酸酯衍生物对电池容量的影响较小。
由上述可知，本发明所述的电解液在高电压下的不易分解，从而提高锂离子电池的循环性能，同时对电池容量的影响较小。

Claims (2)

1.4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，其特征在于：包含一种硫酸酯衍生物，所述的硫酸酯衍生物的结构式为：
Figure FSA00000187827500011
或
Figure FSA00000187827500012
其中n＝0～8，R1～R8为H或碳链长度为1～6的烷基，所述的硫酸酯衍生物在电解液中所占的质量百分比为0.1％～10％。
2.根据权利要求1所述的4.2V以上高电压下不易分解的锂离子电池电解液，其特征在于：所述的硫酸酯衍生物在电解液中所占的质量百分比为0.5％～10％。
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