CN102593515A

CN102593515A - 一种锂离子电池的电解液

Info

Publication number: CN102593515A
Application number: CN2012100733713A
Authority: CN
Inventors: 袁卉军; 何信; 刘长昊
Original assignee: HUIZHOU SAINENG BATTERY CO Ltd
Current assignee: HUIZHOU SAINENG BATTERY CO Ltd
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明属于锂离子技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的电解液，其重量百分组成为，电解质13.5～18.5%、溶剂66.5～78.5%、添加剂8～15%，所述的溶剂组分是碳酸乙烯酯EC、乙酸乙酯EA、乙酸丙酯EP、碳酸二甲酯DMC、碳酸甲乙酯EMC、碳酸二乙酯DEC中的至少3种；所述的添加剂是碳酸亚乙烯酯VC、1,3丙烷磺内酯PS、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、碳酸丙烯酯PC、聚氧乙醚、氟代乙烯酯FEC中的至少3种；所述的电解质是六氟磷酸锂LiPF₆。该电解液在低温下仍具有优异的性能，用该电解液做成的锂电池低温放电性能优秀。

Description

一种锂离子电池的电解液

技术领域

本发明属于化工领域，尤其涉及一种锂离子电池的电解液。

背景技术

由于锂聚合物电池对于传统的铅酸电池（Lead-Acid Battery）和镍氢电池（Ni-MH Battery）有着能量密度大，使用寿命长，无记忆效应，无污染等一系列的优势，所以随着锂电技术的发展，锂聚合物电池将会陆续的取代传统电池，应用在各个领域。目前，随着对环境的关注度越来越高，以及现有汽车工业对环境的破坏，找出一种可替代石油为动力势在必行，随着国家十一五、十二五规划的实施，在新能源汽车方面，锂聚合物电池将成为替代石油的首选；但是，依照目前锂电池的技术，很难在低温下工作，那么就意味着北纬地区、严寒地区很难将锂电池应用于动力汽车。而目前锂电池最多只能在零下20 度的环境下放电80%左右，这仅仅是容量保持率，如果换算成能量保持率，这一数值会更小，仅为常温时候的60%不到，这是很难将锂电池正常应用于动力汽车。更糟糕的是，随着温度的进一步下降，锂电池的低温性能是呈现指数形式的下降，在零下20 度能放电80%的锂电池，在零下40 度的环境中放电容量保持率接近于零。所以，提升锂电池的低温性能，将是锂电池成功应用于动力的关键。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明需解决的技术问题是提供一种在低温下，性能优良的锂电池的电解液。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：一种锂离子电池的电解液，其重量百分组成为，电解质13.5～18.5%、溶剂66.5～78.5%、添加剂8～15%，所述的溶剂组分是碳酸乙烯酯EC、乙酸乙酯EA 、乙酸丙酯EP、碳酸二甲酯DMC 、碳酸甲乙酯EMC 、碳酸二乙酯DEC中的至少3种；所述的添加剂是碳酸亚乙烯酯VC、1,3丙烷磺内酯PS、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、碳酸丙烯酯PC、聚氧乙醚、氟代乙烯酯FEC中的至少3种；所述的电解质是六氟磷酸锂LiPF₆。

进一步：在上述锂离子电池的电解液中，所述的溶剂是所述的溶剂组分是乙酸乙酯EA 、碳酸二甲酯DMC 、碳酸乙烯酯EC的混合物。所述乙酸乙酯EA在整个电解液溶剂中的重量百分含量是30～40%，碳酸二甲酯DMC在整个电解液溶剂中的重量百分含量是20～35%，碳酸乙烯酯EC在整个电解液溶剂中的重量百分含量是20～35%。

所述的添加剂是碳酸丙烯酯PC、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、聚氧乙醚、碳酸亚乙烯酯VC的混合物。碳酸丙烯酯PC在整个电解液中的重量百分含量是 5%，二氟乙二酸硼酸锂LIODFB在整个电解液中的重量百分含量是3%，聚氧乙醚在整个电解液中的重量百分含量是为2%，碳酸亚乙烯酯VC在整个电解液中的重量百分含量是3%。所述的六氟磷酸锂在整个电解液中的浓度控制在1.1M-1.5M。优选的是1.2M。

与现有技术相比，本发明溶剂组分是碳酸乙烯酯EC、乙酸乙酯EA 、乙酸丙酯EP、碳酸二甲酯DMC 、碳酸甲乙酯EMC 、碳酸二乙酯DEC中的至少3种；所述的添加剂是碳酸亚乙烯酯VC、1,3丙烷磺内酯PS、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、碳酸丙烯酯PC、聚氧乙醚、氟代乙烯酯FEC中的至少3种；所述的电解质是六氟磷酸锂LiPF₆。本发明大量应用了低沸点、低粘度的溶剂，这些溶剂会造成电池高温气胀。通过配合合理的添加剂，不仅能获得较好的低温性能，还可以大大改善高温气胀。本发明的电解液做成的锂电池，它在满充状态下，在零下40℃的环境下存放48h后，正极面密度设计为4.0×10^-4g/mm²的锂电池，0.5C放电的容量保持率由30%提升至90%以上；零下30℃的环境下，0.5C放电的容量保持率由68%提升至94%以上。

附图说明

图1是零下40℃ 0.5C放电曲线对比图；

图2是零下30℃ 0.5C放电曲线对比图。

具体实施方式

本发明的主旨是在选择合适的化合物作为锂离子电池液态电解液的添加剂和溶剂，提升了电解液在低温下的化学性能。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施方式中所提及的内容并非对本发明的限定，制备方法中参数的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。

实施例1

一种锂离子电池的电解液，包括电解质、溶剂、添加剂，所述的溶剂是乙酸乙酯EA 、碳酸二甲酯DMC 、碳酸乙烯酯EC的混合物。所述乙酸乙酯EA在整个电解液溶剂中的重量百分含量是30～40%，碳酸二甲酯DMC在整个电解液溶剂中的重量百分含量是20～35%，碳酸乙烯酯EC在整个电解液溶剂中的重量百分含量是20～35%。

所述的添加剂是碳酸丙烯酯PC、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、聚氧乙醚、碳酸亚乙烯酯VC的混合物。碳酸丙烯酯PC在整个电解液中的重量百分含量是 5%，二氟乙二酸硼酸锂LIODFB在整个电解液中的重量百分含量是3%，

所述的电解质是六氟磷酸锂LiPF₆。所述的六氟磷酸锂在整个电解液中的浓度控制在1.2M。

上述电解液做成的锂电池，它在满充状态下，在零下40℃的环境下存放48h后，正极面密度设计为4.0×10^-4g/mm²的锂电池，0.5C放电的容量保持率由30%提升至90%以上，如图1所示；零下30℃的环境下，0.5C放电的容量保持率由68%提升至94%以上，如图2所示。

Claims

1.一种锂离子电池的电解液，其重量百分组成为，电解质13.5～18.5%、溶剂66.5～78.5%、添加剂8～15%，其特征在于：所述的溶剂组分是碳酸乙烯酯EC、乙酸乙酯EA 、乙酸丙酯EP、碳酸二甲酯DMC 、碳酸甲乙酯EMC 、碳酸二乙酯DEC中的至少3种；所述的添加剂是碳酸亚乙烯酯VC、1,3丙烷磺内酯PS、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、碳酸丙烯酯PC、聚氧乙醚、氟代乙烯酯FEC中的至少3种；所述的电解质是六氟磷酸锂LiPF₆。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池的电解液，其特征在于：所述的溶剂组分是乙酸乙酯EA 、碳酸二甲酯DMC 、碳酸乙烯酯EC的混合物。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池的电解液，其特征在于：所述乙酸乙酯EA在整个电解液溶剂中的重量百分含量是30～40%，碳酸二甲酯DMC在整个电解液溶剂中的重量百分含量是20～35%，碳酸乙烯酯EC在整个电解液溶剂中的重量百分含量是20～35%。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池的电解液，其特征在于：所述的添加剂是碳酸丙烯酯PC、二氟乙二酸硼酸锂LIODFB、聚氧乙醚、碳酸亚乙烯酯VC的混合物。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池的电解液，其特征在于：碳酸丙烯酯PC在整个电解液中的重量百分含量是 5%，二氟乙二酸硼酸锂LIODFB在整个电解液中的重量百分含量是3%，聚氧乙醚在整个电解液中的重量百分含量是为2%，碳酸亚乙烯酯VC在整个电解液中的重量百分含量是3%。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池的电解液，其特征在于：所述的六氟磷酸锂在整个电解液中的浓度控制在1.1M-1.5M。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池的电解液，其特征在于：所述的六氟磷酸锂在整个电解液中的浓度控制在1.2M。