CN102306836A - 一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池 - Google Patents

一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN102306836A
CN102306836A CN201110261173A CN201110261173A CN102306836A CN 102306836 A CN102306836 A CN 102306836A CN 201110261173 A CN201110261173 A CN 201110261173A CN 201110261173 A CN201110261173 A CN 201110261173A CN 102306836 A CN102306836 A CN 102306836A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
ether
compound
additive
ion battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110261173A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102306836B (zh
Inventor
姜荣军
俞会根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XIAMEN HUARONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
XIAMEN HUARONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XIAMEN HUARONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical XIAMEN HUARONG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201110261173.5A priority Critical patent/CN102306836B/zh
Publication of CN102306836A publication Critical patent/CN102306836A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102306836B publication Critical patent/CN102306836B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开一种功能性添加剂，为结构通式如下的化合物：

Description

一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及用于提高锂离子电池循环寿命的功能性添加剂，本发明还涉及含有所述添加剂的锂离子电池电解液体系和包含该电解液体系的锂离子电池。
背景技术
近年来，随着人们环境保护意识的不断增强，围绕着绿色可持续发展能源的问题，全世界范围内对高能化学电源的研究不断向纵深发展，其中锂离子电池成为最具有实用优势的电源种类之一。作为锂离子电池重要组成的电解液体系也经历了不断的发展。不论是电解质锂盐、新型的有机溶剂还是电解液添加剂，对这些组分的研究一直在进行，由于添加剂能够对电池的性能产生很大的影响，因此受到广泛的重视。
CN1358337A，提供了一种既含有环状碳酸酯结构，又含有线性碳酸酯结构的化合物，如4-甲氧甲酰基甲基-1，3-二氧戊环-2-酮或4-乙氧甲酰基甲基-1，3-二氧戊环-2-酮，在电解液中添加上述两种化合物中的一种，可使负极的石墨化碳具有较高的电容量，优异的充放电循环寿命和低温性能。
US20060024585，提供了一种叫做联苯及其联苯衍生物，电解液中添加5％左右的该种化合物可预防过充，提高安全性；若浓度降低到0.5％左右，可在正极表面成膜，明显提高充放电循环寿命。
US20060216612，提供了一种叫做双草酸硼酸锂的锂盐，电解液中添加少量的该种锂盐，可明显改善负极表面的成膜，提高电池的循环寿命。
US20060024586，提供了一种叫做氟代二酸酐的化合物，在电解液中添加该化合物，可使负极表面形成的SEI膜薄而致密，减小阻抗，增加循环寿命。
US20060141364，提供了一种叫做碳酸亚乙烯酯的化合物，在电解液中添加该化合物，可使负极表面形成的SEI膜薄而致密，减小阻抗，增加循环寿命。
研究发现，β-甲基萘及其衍生物是一类应用非常广泛的有机化合物。在电解液中添加该类化合物，可使正极表面形成薄而致密的膜，防止正极脱落或溶解，对正极活性物的稳定起到一定的作用，可明显增加电池的循环寿命和高温循环性能。
但是，究竟采用何种结构的β-甲基萘及其衍生物作为在电解液中的添加剂，还需要进一步的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种功能性添加剂，并提供一种含有该添加剂的电解液，以及提供一种含有该电解液的锂离子电池，以提高锂离子电池循环寿命和高温循环性能。
为了达成上述目不暇接的，本发明的解决方案是：
一种功能性添加剂，为结构通式如下的化合物：
Figure BDA0000089071170000021
R可以是氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基或苄基。
一种含有上述添加剂的电解液，添加剂的添加量为电解液质量的0.05％-5％，更优的添加量为0.1％-1％。
所述的电解液为含有非质子性有机溶剂的非水性电解液。
所述的非质子性有机溶剂含有环状酯化合物、环状醚化合物、链状酯化合物或者链状醚化合物中的至少一种。
所述的环状酯化合物为碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯、碳酸丁烯酯或γ-丁内酯。
所述的链状酯化合物为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯或甲酸乙酯。
所述的环状醚化合物或者链状醚化合物为乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、呋喃、甲基呋喃、二甲基呋喃或1，3-二氧五环。
所述的非水性电解液含有锂盐。
所述的锂盐为LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiClO4或LiCF3SO3。
一种含有上述添加剂的电解液在锂离子电池中的应用。
采用上述方案后，本发明的添加剂主要配置在电解液中，在锂离子电池化成时，含有该添加剂的电解液可以在锂离子电池的正极表面形成一层膜，该膜和负极表面的SEI膜具有相同的功效，对延长锂离子电池的循环寿命，高温性能等具有明显效果。
具体实施方式
一、电解液配置
电解液溶剂比例(体积比或者重量比，由于是液体化合物，一般采用体积比)为碳酸二甲酯DMC∶碳酸甲乙酯EMC∶碳酸乙烯酯EC＝1∶1∶1，锂盐采用六氟磷酸锂LiPF6，浓度1.2M(摩尔浓度mol/l)，添加剂有1％(占添加剂的质量百分比)的碳酸乙炔酯VC，0.5％(占添加剂的质量百分比)的β-甲基萘，组成的溶液经过充分溶解摇匀后待用。
二、锂离子电池制备
锰酸锂正极片、人造石墨负极片、隔膜组成锂离子电池，注上电解液后老化12h，化成采用0.1C充电5h后，再用0.2C充电到截止电压4.2V，恒压到电流小于0.05C截止，电池充满；用0.2C放电到截止电压2.7V；然后再用0.2C充放电循环2次，化成结束。
钴酸锂、三元素、磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池，采用同样的方法进行化成。
三、循环寿命
采用0.5C充电，1C放电制式进行循环寿命评价，室温条件。
四、低温循环寿命
-20℃条件下，进行0.2C充电，0.5C放电的循环寿命试验。

Claims (10)

1.一种功能性添加剂，其特征在于为结构通式如下的化合物：
Figure FDA0000089071160000011
R是氢、甲基、乙基、丙基、丁基、苯基或苄基。
2.一种电解液，其特征在于：含有如权利要求1所述添加剂，添加剂的添加量为电解液质量的0.05％-5％。
3.如权利要求2所述的一种电解液，其特征在于：添加剂的添加量为为电解液质量的0.1％-1％。
4.如权利要求2所述的一种电解液，其特征在于：电解液为含有非质子性有机溶剂的非水性电解液。
5.如权利要求4所述的一种电解液，其特征在于：非质子性有机溶剂含有环状酯化合物、环状醚化合物、链状酯化合物或者链状醚化合物中的至少一种。
6.如权利要求5所述的一种电解液，其特征在于：环状酯化合物为碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯、碳酸丁烯酯或γ-丁内酯。
7.如权利要求5所述的一种电解液，其特征在于：链状酯化合物为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲酸甲酯或甲酸乙酯。
8.如权利要求5所述的一种电解液，其特征在于：环状醚化合物或者链状醚化合物为乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丁醚、呋喃、甲基呋喃、二甲基呋喃或1，3-二氧五环。
9.如权利要求4所述的一种电解液，其特征在于：非水性电解液含有锂盐，锂盐为LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiClO4或LiCF3SO3。
10.如权利要求2所述的一种电解液在锂离子电池中的应用。
CN201110261173.5A 2011-09-05 2011-09-05 一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池 Active CN102306836B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110261173.5A CN102306836B (zh) 2011-09-05 2011-09-05 一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110261173.5A CN102306836B (zh) 2011-09-05 2011-09-05 一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102306836A true CN102306836A (zh) 2012-01-04
CN102306836B CN102306836B (zh) 2014-04-16

Family

ID=45380665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110261173.5A Active CN102306836B (zh) 2011-09-05 2011-09-05 一种功能性添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102306836B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103887557A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 比亚迪股份有限公司 一种非水电解液和锂离子电池
CN108028430A (zh) * 2016-02-03 2018-05-11 株式会社Lg化学 锂硫电池用电解液和包含该电解液的锂硫电池

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195551A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195551A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103887557A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 比亚迪股份有限公司 一种非水电解液和锂离子电池
CN108028430A (zh) * 2016-02-03 2018-05-11 株式会社Lg化学 锂硫电池用电解液和包含该电解液的锂硫电池
US10770754B2 (en) 2016-02-03 2020-09-08 Lg Chem, Ltd. Electrolyte for lithium-sulfur battery and lithium-sulfur battery comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
CN102306836B (zh) 2014-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103078140B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
ES2967809T3 (es) Electrolito de batería secundaria de litio y batería secundaria de litio que comprende el mismo
CN104269576B (zh) 一种电解液及使用该电解液的锂离子电池
CN103259043B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
CN102646847B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
CN103199302B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
US20140295288A1 (en) Non-aqueous organic electrolyte, lithium ion secondary battery containing non-aqueous organic electrolyte, preparation method of lithium ion secondary battery and terminal communication device
CN105098245A (zh) 一种含氟代碳酸乙烯酯的锂离子电池电解液及一种锂离子电池
CN105428719A (zh) 高电压宽温锂离子电池电解液及其制备方法及应用
CN107017432A (zh) 非水电解液及锂离子电池
CN103779607A (zh) 一种电解液和锂离子二次电池
CN108258312B (zh) 一种高电压锂离子电池的非水电解液
CN104979586B (zh) 锂离子二次电池及其电解液
KR20180020226A (ko) 임피던스 증가를 낮춘 리튬-이온 전지 전해질
CN102593513A (zh) 锂离子二次电池及其电解液
CN109888384B (zh) 电解液和含有电解液的电池
CN105633467A (zh) 一种电解液及采用该电解液的锂离子电池
CN113054251B (zh) 一种适用于高电压体系锂离子电池的电解液及锂离子电池
EP3547434A1 (en) Non-aqueous electrolyte of lithium-ion battery and lithium-ion battery
CN105161753A (zh) 锂离子电池及其电解液
CN105789684A (zh) 锂离子二次电池及其电解液
CN102324565B (zh) 一种电解液添加剂及含有该添加剂的电解液和锂离子电池
CN110911748B (zh) 一种锂二次电池电解液和锂二次电池
CN112259791A (zh) 一种非水电解液及其制备方法和锂离子电池
US20200136183A1 (en) Electrolyte and lithium ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant