CN104752768B - 一种钛酸锂电池用电解液及其钛酸锂电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛酸锂电池用电解液及其钛酸锂电池，它包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述添加剂由以下以电解液总重量为基准的成分组成：1.5‑3.5％的碳酸二甲酯，0.05‑0.25％的碳酸乙烯酯，0.15‑0.35％的LiBOB，0.1‑0.45％的碳酸亚乙烯酯，0.07‑0.35％的冠醚，0.04‑0.06％的LiF，0.05‑0.065％的一氟代碳酸乙烯酯，0.05‑0.25％的环已基苯，0.1‑0.45％的联苯和0.1‑0.45％的1，3‑丙烷磺酸内酯。本发明改善了高温SEI膜在高温下的稳定性，提高了电解液的耐高温性能；循环性能优良，提高了其使用寿命，同时提高了其高低温性能和阻燃性能。

Description

一种钛酸锂电池用电解液及其钛酸锂电池
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种钛酸锂电池用电解液及其钛酸锂电池。
背景技术
目前商品化的锂离子电池负极材料大多是嵌锂碳材料，由于嵌锂后碳电极的电位与金属锂的电位很接近，当电池过充时，碳电极表面易析出金属锂，它与电解液反应产生可燃气体混合物，因而给电池、特别是动力电池造成很大的安全隐患。同时，石墨电极还存在电解液的共嵌入问题，这也将影响电极的循环稳定性。因此，寻找比碳负极在稍正的电位下嵌入锂、廉价易得、安全可靠的新型负极材料是必要的。其中低电位过渡金属氧化物及复合氧化物作为锂离子电池的负极材料引起了人们的广泛注意，钛酸锂(Li4Ti5O12)是其中广受关注的材料之一。Li4Ti5O12相对于锂电极的电位为1.55V，理论比容量为175mAh/g，实际比容量150～160mAh/g。在Li嵌入或脱出过程中，晶型不发生变化，体积变化小于1％，因此被称为“零应变材料”，这具有重要意义，能够避免充放电循环中由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命，减少了随循环次数增加而带来比容量大幅度的衰减，使Li4Ti5O12具有比碳负极更优良的循环性能。在25℃下，Li4Ti5O12的化学扩散系数为2×10-8cm2/s，比碳负极材料中的扩散系数大一个数量级，高的扩散系数使得该负极材料可以快速、多循环充放电。但是，在实际应用中发现，以钛酸锂为负极的电池在高温时容易胀气，此种现象针对软包装电池尤为明显，同时高低温性能差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种钛酸锂电池用电解液及其钛酸锂电池。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种钛酸锂电池用电解液，它包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述添加剂由以下以电解液总重量为基准的成分组成：1.5-3.5％的碳酸二甲酯，0.05-0.25％的碳酸乙烯酯，0.15-0.35％的LiBOB，0.1-0.45％的碳酸亚乙烯酯(VO)，0.07-0.35％的冠醚，0.04-0.06％的LiF，0.05-0.065％的一氟代碳酸乙烯酯，0.05-0.25％的环己基苯，0.1-0.45％的联苯和0.1-0.45％的1，3-丙烷磺酸内酯。
优选的，所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)的混合物，所述锂盐的浓度为0.7M-1.7M。
优选的，所述六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)的质量比为：5∶1∶1。
优选的，所述有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂和环状碳酸酯类有机溶剂、羧酸酯类有机溶剂三者的混合物。
优选的，所述有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂和羧酸酯类有机溶剂的质量比为1∶1∶1.
为解决上述问题，本发明还提供了一种钛酸锂电池，包含上述的的钛酸锂电池用电解液。
本发明具有以下有益效果：
改善了高温SEI膜在高温下的稳定性，提高了电解液的耐高温性能；循环性能优良，提高了其使用寿命，同时提高了其高低温性能和阻燃性能；1，3-丙烷磺酸内酯的添加，提高了电解液的润湿性和倾倒性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明所述钛酸锂电池包括正极材料、负极材料以及电解液，所述负极材料为钛酸锂，所述电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)按5∶1∶1的比例混合的混合物，有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂环状碳酸酯类有机溶剂和羧酸酯类有机溶剂按1∶1∶1的比例混合的混合物，所述添加剂由以下以电解液总重量为基准的成分组成：1.5％的碳酸二甲酯，0.05％的碳酸乙烯酯，0.15-％的LiBOB，0.1％的碳酸亚乙烯酯(VO)，0.07％的冠醚，0.04％的LiF，0.05％的一氟代碳酸乙烯酯，0.05％的环己基苯，0.1％的联苯和0.1％的1，3-丙烷磺酸内酯。
实施例2
本发明所述钛酸锂电池包括正极材料、负极材料以及电解液，所述负极材料为钛酸锂，所述电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)按5∶1∶1的比例混合的混合物，有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂和羧酸酯类有机溶剂按1∶1∶1的比例混合的混合物，所述添加剂由以下以电解液总重量为基准的成分组成：3.5％的碳酸二甲酯，0.25％的碳酸乙烯酯，0.35％的LiBOB，0.45％的碳酸亚乙烯酯(VO)，0.35％的冠醚，0.06％的LiF，0.065％的一氟代碳酸乙烯酯，0.25％的环己基苯，0.45％的联苯和0.45％的1，3-丙烷磺酸内酯。
实施例3
本发明所述钛酸锂电池包括正极材料、负极材料以及电解液，所述负极材料为钛酸锂，所述电解液包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，所述锂盐为六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)按5∶1∶1的比例混合的混合物，有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂和羧酸酯类有机溶剂按1∶1∶1的比例混合的混合物，所述添加剂由以下以电解液总重量为基准的成分组成：2.5％的碳酸二甲酯，0.15％的碳酸乙烯酯，0.25％的LiBOB，0.275％的碳酸亚乙烯酯(VO)，0.21％的冠醚，0.05％的LiF，0.035％的一氟代碳酸乙烯酯，0.015％的环己基苯，0.275％的联苯和0.275％的1，3-丙烷磺酸内酯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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 (2)

1.一种钛酸锂电池用电解液，它包括锂盐、有机溶剂以及添加剂，其特征在于：所述添加剂由以下以电解液总重量为基准的成分组成：1.5-3.5％的碳酸二甲酯，0.05-0.25％的碳酸乙烯酯，0.15-0.35％的LiBOB，0.1-0.45％的碳酸亚乙烯酯，0.07-0.35％的冠醚，0.04-0.06％的LiF，0.05-0.065％的一氟代碳酸乙烯酯，0.05-0.25％的环己基苯，0.1-0.45％的联苯和0.1-0.45％的1，3-丙烷磺酸内酯；
所述锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂的混合物，所述锂盐的浓度为0.7M-1.7M；所述六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂的质量比为：5∶1∶1；
所述有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂和环状碳酸酯类有机溶剂、羧酸酯类有机溶剂三者的混合物；所述有机溶剂为链状碳酸酯类有机溶剂、环状碳酸酯类有机溶剂和羧酸酯类有机溶剂的质量比为1∶1∶1。
2.一种钛酸锂电池，其特征在于：包含权利要求1任一项所述的钛酸锂电池用电解液。
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