CN103441303A

CN103441303A - 用于4.5v锂离子电池电解液

Info

Publication number: CN103441303A
Application number: CN2013103833830A
Authority: CN
Inventors: 刘明贤; 徐海林; 肖军
Original assignee: Guardian Power Technology (suzhou) Co Ltd
Current assignee: Guardian Power Technology (suzhou) Co Ltd
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2013-08-29
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明涉及用于4.5V锂离子电池电解液，成分：有机溶剂80~89%，锂盐10~15%，添加剂0.1~5.0%；添加剂为腈类化合物，腈类化合物是丁二腈、己二腈、葵二腈、丙烯腈、环己基腈、1,2-环己基二腈、邻苯二腈、氰基吡啶中的一种。添加剂有效的改善锂离子电池高压循环性能，可将普通电解液的电压提高至4.5V，效果明显。电解液在4.5V高电压下不易分解，显著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

用于4.5V锂离子电池电解液

技术领域

本发明涉及一种用于4.5V锂离子电池电解液，属于锂离子电池技术领域。

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低，循环性能差，制约了高电压锂离子电池的进一步发展，因此需开发适合高电压正极材料使用高电压电解液，将具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于4.5V锂离子电池电解液。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于4.5V锂离子电池电解液，包含以下重量百分比成分：有机溶剂80~89%，锂盐10~15%，添加剂0.1~5.0%；所述添加剂为腈类化合物，腈类化合物是丁二腈、己二腈、葵二腈、丙烯腈、环己基腈、1,2-环己基二腈、邻苯二腈、氰基吡啶中的一种。

进一步地，上述的用于4.5V锂离子电池电解液，所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂。

更进一步地，上述的用于4.5V锂离子电池电解液，所述锂盐为LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiBOB、LiODFB、LiN(CF₃SO₂)₂中的一种，锂盐浓度为0.8~1.2M。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明所用添加剂有效的改善锂离子电池高压循环性能，可将普通电解液的电压提高至4.5V，效果明显。电解液在4.5V高电压下不易分解，显著提高锂离子电池的循环性能，同时对电池容量的影响较小。

具体实施方式

用于4.5V锂离子电池电解液，成分：有机溶剂80~89%，锂盐10~15%，添加剂0.1~5.0%；添加剂为腈类化合物，腈类化合物是丁二腈、己二腈、葵二腈、丙烯腈、环己基腈、1,2-环己基二腈、邻苯二腈、氰基吡啶中的一种。有机溶剂为碳酸酯类溶剂。锂盐为LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiBOB、LiODFB、LiN(CF₃SO₂)₂中的一种，优选LiPF₆，锂盐浓度为0.8~1.2M。

实施例1

4.5V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种腈类化合物，其为丁二腈，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0.1%。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40%:40%:20%。锂离子电池的电解质分别为1.0 M的LiPF₆记为电解液B，未添加添加剂的电解液记为A。

将A、B两种电解液注入到正极为LiCoPO₄，负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中（标称容量为650Ah），在3.0~4.5V电压范围内进行0.5C充放电循环。使用A电解液的电池循环200周之后容量保持率在35%左右，而使用B电解液的电池容量保持率达到85%以上。

实施例2

4.5V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种腈类化合物，其为环己基腈，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2.0%。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40%:40%:20%。锂离子电池的电解质为1.0 M的LiPF₆记为电解液C。

将C电解液注入到正极为LiCoPO₄，负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中（标称容量为650Ah），在3.0~4.5V电压范围内进行1C充放电循环。电解液的电池循环200周之后电池容量保持率达到75%以上。

实施例3

4.5V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种腈类化合物，其为邻苯二腈，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1.5%。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40%:40%:20%。锂离子电池的电解质为1.0 M的LiPF₆记为电解液D。

将D电解液注入到正极为LiCoPO₄，负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中（标称容量为650Ah），在3.0~4.5V电压范围内进行1C充放电循环，电解液的电池循环200周之后电池容量保持率达到80%以上。

实施例4

4.5V高电压下不易分解的锂离子电池电解液，包含一种腈类化合物，其为丙烯腈，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1.0%。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40%:40%:20%。锂离子电池的电解质为1.0 M的LiPF₆记为电解液E。

将E电解液注入到正极为LiCoPO₄，负极为人造石墨的铝壳锂离子电池中（标称容量为650Ah），在3.0~4.5V电压范围内进行1C充放电循环。电解液的电池循环200周之后电池容量保持率达到78%以上。

上述实施例1～4的电解液进行测试比较，结果如下表1。

注：表中电解液均采用溶剂EC、DMC和EMC的质量比为40%:40%:20%，电解液锂盐浓度为1.0 M。

表1

Figure 2013103833830100002DEST_PATH_IMAGE001

通过以上实施例测试结果可知，本发明电解液在高电压下不易分解，从而提高锂离子电池的循环性能，同时对锂离子电池的影响较小。

需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.用于4.5V锂离子电池电解液，其特征在于包含以下重量百分比成分：有机溶剂80~89%，锂盐10~15%，添加剂0.1~5.0%；所述添加剂为腈类化合物，腈类化合物是丁二腈、己二腈、葵二腈、丙烯腈、环己基腈、1,2-环己基二腈、邻苯二腈、氰基吡啶中的一种。

2.根据权利要求1所述的用于4.5V锂离子电池电解液，其特征在于：所述有机溶剂为碳酸酯类溶剂。

3.根据权利要求1所述的用于4.5V锂离子电池电解液，其特征在于：所述锂盐为LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆、LiBOB、LiODFB、LiN(CF₃SO₂)₂中的一种，锂盐浓度为0.8~1.2M。