CN105322228A - 一种高安全阻燃锂离子电池电解液 - Google Patents

一种高安全阻燃锂离子电池电解液 Download PDF

Info

Publication number
CN105322228A
CN105322228A CN201510016823.8A CN201510016823A CN105322228A CN 105322228 A CN105322228 A CN 105322228A CN 201510016823 A CN201510016823 A CN 201510016823A CN 105322228 A CN105322228 A CN 105322228A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
electrolyte
retardant
flame
additive
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.)
Pending
Application number
CN201510016823.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李铁军
鲍丽华
李思洋
林晓忠
肖徽立
蔡洁佳
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.)
Shantou Jinguang High Tech Co ltd
Original Assignee
Shantou Jinguang High Tech 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 Shantou Jinguang High Tech Co ltd filed Critical Shantou Jinguang High Tech Co ltd
Priority to CN201510016823.8A priority Critical patent/CN105322228A/zh
Publication of CN105322228A publication Critical patent/CN105322228A/zh
Pending legal-status Critical Current

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

本发明提供了一种高安全阻燃锂离子电池电解液，该电解液含有电解质锂盐、多种环状碳酸酯、线性碳酸酯、成膜添加剂、阻燃添加剂，成膜添加剂添加量为电解液总重的0.1-3％，阻燃添加剂包括磷系和卤系，阻燃添加剂总加入量为1-25％，采用本发明制备的电解液具有好的循环性能和安全难燃性能。

Description

一种高安全阻燃锂离子电池电解液
技术领域
本发明涉及锂离子电池及其电解液
背景技术
锂离子电池由于其能量高，环保无污染，循环寿命长等独特的优点，已经引起了全世界科技领域的极大关注，特别是新能源领域，锂离子电池在电动汽车、混合动力汽车、储能和移动电源等动力能源上已经有了应用，并正在快速发展，这些都给锂离子电池的发展注入了更大的动力，提出了更高的要求。
为了解决现在各种汽车尾气排放给环境带来的污染问题，新能源领域目前特别关注直流电源在这方面的应用，锂离子电池是其中之一。现在应用在电动汽车，混合动力汽车上的锂离子电池有固体锂离子电池、凝胶聚合物锂离子电池和液体锂离子电池，固体锂离子电池和凝胶聚合物锂离子电池安全性最好，但它的电导率低和难于制作等问题仍然是它广范应用的瓶径。目前在这一领域应用最好的是液体锂离子电池。但液体锂离子电池也有难以克服的问题，这就是它的安全性，因为液体锂离子电池是由有机溶剂组成，有机溶剂都具有可燃性，电池的正极是含锂化合物，在电池使用过程中，一旦正极被氧化，负极的锂离子脱嵌受到影响，电池遭到破坏，就很可能起火燃烧或爆炸。阻燃锂离子电池电解液和高安全锂离子电池电解液能够解决这个问题，且都有相关专利报导。
专利CN201210347143通过加入磷系有机阻燃剂和加入能抑制阻燃剂劣化电解液电化学性能的添加剂，使电解液具有阻燃或不燃性能，并提高了电解液的安全性。专利CN201110235884.5和专利CN200980129634.4都通过加入含氟醚提高电池的安全性，同时改善电池的循环性能。
发明内容
为了提高电解液的阻燃性和安全性，本发明提供了一种安全阻燃锂离子电池电解液，该电解液含有电解质锂盐、多种环状碳酸酯、线性碳酸酯、成膜添加剂、阻燃添加剂等。其中成膜添加剂添加量为电解液总重的0.1-3％，阻燃添加剂包括磷系和卤系，阻燃添加剂总加入量为1-25％，采用本发明制备的电解液具有好的循环性能和安全难燃性能。
所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂中的一种或多种，电解质锂盐的优选加入量为1-1.5mol/L。
所述环状碳酸酯至少包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、卤代碳酸乙烯酯等环状碳酸酯中的一种或多种；所述线性碳酸酯至少包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等线性碳酸酯中的一种或多种。
所述成膜添加剂至少包括一种成膜添加剂碳酸亚乙烯酯，添加量优选1-3％。
所述磷系阻燃添加剂为磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲酯等磷系阻燃剂中的一种，优选添加量为1-5％。
所述卤系阻燃添加剂是氟醚，沸点＞90℃，优选添加量为电解液总量的3-20％。
氟醚F1分子式为C5F8H4O
氟醚F2分子式为C7F12H4O
氟醚F3分子式为C11F13H12O
氟醚F4分子式为C13F13H16O
发明效果
本发明的特点是同时采用磷系阻燃剂和卤系阻燃剂，共同作用降低锂离子电池的可燃性，两种类型添加剂联合使用，克服了单一添加剂因加入量过多而带来的负面影响，不仅提高了电池的安全性，也保证了电池具有良好的循环性能。
具体实施例
实施例1
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯＝1/1/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯的含量是电解液总重量的3％，阻燃添加剂甲基膦酸二甲酯含量是电解液总重量的3％，氟醚添加剂F1含量是电解液总量的10％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
对比例1
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二甲酯＝1/1/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯的含量是电解液总重量的3％，不含阻燃添加剂，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
实施例2
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯＝1/1/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的3％，阻燃添加剂磷酸三甲酯含量是电解液总量的3％，氟醚添加剂F1含量是电解液总量的10％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
对比例2
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯＝1/1/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的3％，不含阻燃添加剂，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
实施例3
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯＝3/5/2(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的2％，阻燃添加剂磷酸三甲酯含量是电解液总量的3％，氟醚添加剂F2含量是电解液总量的10％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
对比例3
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯＝3/5/2(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的2％，阻燃添加剂磷酸三甲酯含量是电解液总量的3％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
对比例4
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯＝3/5/2(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的2％，不含阻燃添加剂，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
实施例4
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯/碳酸丙烯酯＝3/4/2/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的2％，阻燃添加剂甲基膦酸二甲酯含量是电解液总量的3％，氟醚添加剂F2含量是电解液总量的10％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
对比例5
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯/碳酸丙烯酯＝3/4/2/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的2％，阻燃添加剂甲基膦酸二甲酯含量是电解液总量的3％，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
对比例6
在水分含量＜10ppm的干燥手套箱中配制电解液，有机溶剂的配比是碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯/碳酸丙烯酯＝3/4/2/1(质量比)，碳酸亚乙烯酯含量是电解液总重量的2％，不含阻燃添加剂，电解质锂盐六氟磷酸锂含量为1mol/L。
将以上电解液采用完全相同的条件制成电芯、电芯组，采用完全相同的条件对单体电芯进行循环性能测试，并对电芯和电芯组的安全性能测试。
以上所述各实施例，并不能限制本专利的发明范围，凡直接或间接使用本发明专利，均在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种高安全阻燃锂离子电池电解液，其特征在于电解液含有电解质锂盐，多种环状碳酸酯、线性碳酸酯、成膜添加剂和阻燃添加剂，成膜添加剂添加量为电解液总重的0.1-3％，阻燃添加剂包括磷系和卤系，阻燃添加剂总加入量为1-25％。
2.如权利要求1所述的高安全阻燃锂离子电池电解液，其特征在于所述电解质锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂中的一种或多种，电解质锂盐的优选加入量为1-1.5mol/L。
3.如权利要求1所述的高安全阻燃锂离子电池电解液，其特征在于所述环状碳酸酯至少包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、卤代碳酸乙烯酯等环状碳酸酯中的一种或多种；所述线性碳酸酯至少包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等线性碳酸酯中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的高安全阻燃锂离子电池电解液，其特征在于所述成膜添加剂至少包括一种成膜添加剂碳酸亚乙烯酯，添加量优选1-3％。
5.如权利要求1所述的高安全阻燃锂离子电池电解液，其特征在于所述磷系阻燃添加剂为磷酸三甲酯、磷酸三丁酯、甲基膦酸二甲酯等磷系阻燃剂中的一种，优选添加量为1-5％。
6.如权利要求1所述高安全阻燃锂离子电池电解液，其特征在于所述卤系阻燃添加剂是氟醚，沸点＞90℃，分子式为C5F8H4O、C7F12H4O、C11F13H12O、C13F13H16O中的一种，优选添加量为电解液总量的3-20％。
CN201510016823.8A 2015-01-10 2015-01-10 一种高安全阻燃锂离子电池电解液 Pending CN105322228A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510016823.8A CN105322228A (zh) 2015-01-10 2015-01-10 一种高安全阻燃锂离子电池电解液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510016823.8A CN105322228A (zh) 2015-01-10 2015-01-10 一种高安全阻燃锂离子电池电解液

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105322228A true CN105322228A (zh) 2016-02-10

Family

ID=55249160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510016823.8A Pending CN105322228A (zh) 2015-01-10 2015-01-10 一种高安全阻燃锂离子电池电解液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105322228A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106450442A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 湖南杉杉能源科技股份有限公司 锂离子电池用阻燃凝胶电解液及其制备方法、锂离子电池的制备方法
CN107994231A (zh) * 2017-10-13 2018-05-04 北京汉能光伏投资有限公司 阻燃添加剂、共溶剂和锂离子电池
CN108376798A (zh) * 2018-01-26 2018-08-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种抑制负极表面金属离子沉积的锂离子电池电解液
CN109088097A (zh) * 2018-10-25 2018-12-25 河南省法恩莱特新能源科技有限公司 一种锂离子动力电池的阻燃电解液

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008007734A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Daikin Industries, Ltd. Electrochemical device
CN101490893A (zh) * 2006-07-13 2009-07-22 大金工业株式会社 电化学器件
CN101803100A (zh) * 2007-09-12 2010-08-11 大金工业株式会社 电解液
CN102306833A (zh) * 2011-08-17 2012-01-04 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种阻燃型非水电解液及其电池
CN102832408A (zh) * 2012-09-18 2012-12-19 广州天赐高新材料股份有限公司 具有高阻燃性能和电化学性能的电解液及锂离子电池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008007734A1 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Daikin Industries, Ltd. Electrochemical device
CN101490893A (zh) * 2006-07-13 2009-07-22 大金工业株式会社 电化学器件
CN101803100A (zh) * 2007-09-12 2010-08-11 大金工业株式会社 电解液
CN102306833A (zh) * 2011-08-17 2012-01-04 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种阻燃型非水电解液及其电池
CN102832408A (zh) * 2012-09-18 2012-12-19 广州天赐高新材料股份有限公司 具有高阻燃性能和电化学性能的电解液及锂离子电池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106450442A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 湖南杉杉能源科技股份有限公司 锂离子电池用阻燃凝胶电解液及其制备方法、锂离子电池的制备方法
CN107994231A (zh) * 2017-10-13 2018-05-04 北京汉能光伏投资有限公司 阻燃添加剂、共溶剂和锂离子电池
CN108376798A (zh) * 2018-01-26 2018-08-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种抑制负极表面金属离子沉积的锂离子电池电解液
CN109088097A (zh) * 2018-10-25 2018-12-25 河南省法恩莱特新能源科技有限公司 一种锂离子动力电池的阻燃电解液

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107611479B (zh) 锂离子动力电池电解液及锂离子二次电池
CN102610859B (zh) 一种用于锰酸锂动力电池的非水电解液
CN103268956B (zh) 一种用于高电压锂离子电池的非水电解液
CN102593517B (zh) 一种用于磷酸铁锂电池的非水电解液
KR101947059B1 (ko) 비수전해액 전지용 전해액 및 리튬 비수전해액 전지
CN113809398B (zh) 电解液添加剂、电解液和钠二次电池
CN105470575B (zh) 一种宽温度范围电解液及含有该电解液的锂离子电池
CN106558732B (zh) 一种锂离子电池电解液和锂离子电池
CN103811811B (zh) 一种锂离子动力电池用阻燃电解液及采用其制备的锂离子动力电池
CN103094610A (zh) 一种锂离子电池用离子液体混合电解质
CN1925206A (zh) 一种动力型锂离子电池用电解液
CN106229549B (zh) 一种高压锂离子电池的非水电解液
CN105161757B (zh) 一种含有氧化还原型防过充添加剂的锂离子电池电解液
CN108987810B (zh) 一种适用于高温环境的电解液及二次锂电池
CN102738508A (zh) 一种低锂盐含量的锂离子电池电解液
CN105322228A (zh) 一种高安全阻燃锂离子电池电解液
CN106299472A (zh) 一种高安全性锂离子电池电解液及其应用
CN105680097A (zh) 一种高安全性锂离子电池电解液
CN105514483A (zh) 锂离子电池及其电解液
CN106025354A (zh) 一种高温高安全非水电解液
CN104659415A (zh) 一种阻燃型锂离子电池电解液
CN105161765B (zh) 一种锂离子动力电池电解液
CN104505534A (zh) 一种高压电解液及包含该电解液的锂离子电池
CN105514492A (zh) 一种锂离子电池用电解液
CN103427117A (zh) 一种锂离子动力电池的电解液及应用

Legal Events

Date Code Title Description
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Li Siyang

Document name: Notification of Acceptance of Patent Application

C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 515071 A06 block office building, Shantou Free Trade Zone, Guangdong

Applicant after: Guangdong high tech Limited by Share Ltd

Address before: 515064 Shantou Guangdong Free Trade Zone Golden Light Industrial Park, Shantou golden light Hi Tech Co., Ltd.

Applicant before: Shantou Jinguang Gaoke Co., Ltd.

COR Change of bibliographic data
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160210