CN108134137A - 一种锂离子电池用电解液添加剂 - Google Patents

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孙斌
王英
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Abstract

本发明提供一种锂离子电池用电解液添加剂，涉及锂离子电池电解液添加剂技术领域。本发明锂离子电池用电解液添加剂由以下原料制成：巯基乙胺盐酸盐、1，2‑二氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、硝基乙烷、盐类添加剂、稳定剂、阻燃剂。本发明锂离子电池电解液能够形成致密且厚度较小的固体电解质界面(SEI)膜，稳定了极片，并且大大的降低了阻抗，提高了锂离子电池的循环性能，特别是提高了锂离子电池在40℃较高温度下的循环性能。另外，该的电解液，应用到锂离子电池中后，还能够提高锂离子电池在高温下的存储性能。

Description

一种锂离子电池用电解液添加剂
技术领域
本发明涉及锂离子电池电解液添加剂技术领域，具体涉及一种锂离子电池用电解液添加剂。
背景技术
锂离子电池由于其具有高能量密度、高电压和长寿命等特点而广泛应用于移动手机、数码相机、个人电脑等便携式电子产品市场，同时也成为当前动力和储能领域的重要选择，对发展“低碳经济”具有重要的意义。
锂离子电池电解液主要由锂盐和有机碳酸酯组成，被称为电池的血液。电解液是连接正负电极的桥梁，在电池内部起着传输离子和传导电流的作用。因此，电解液性质对电池性能的影响非常显著，电解液组成和性能的优化对提高锂离子电池的性能具有非常重要的意义。在锂离子电池首次充放电过程中，锂盐、溶剂和添加剂会在碳负极表面发生不可逆的还原反应，形成一层电子绝缘离子可导的固体电解质界面膜(SEI膜)。SEI的形成是一个不可逆的反应，会消耗掉电池中的一部分能够循环的锂离子，造成电池的可逆容量降低。加入添加剂可以在不增加或基本不增加电池成本、不改变生产工艺的情况下提高电池整体电化学性能，其具有用量小、针对性强的特点。以往的添加剂大多是有机溶剂如碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等。这些添加剂不仅制备和提纯难度大，而且本身也具有比较高的可燃性，对降低电池的造价和改善电池的安全性不利。
因此，现有技术急需一种能够提高锂离子电池石墨电极放电容量和提高磷酸铁锂正极倍率性能的添加剂。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供一种锂离子电池用电解液添加剂。
为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
一种锂离子电池用电解液添加剂，所述添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐5-17份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯10-20份、碳酸乙烯亚乙酯10-20份、氟代碳酸乙烯酯10-20份、硝基乙烷6-18 份、盐类添加剂15-25份、稳定剂10-15份、阻燃剂8-16份。
进一步的，所述添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐8-14份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯13-18份、碳酸乙烯亚乙酯12-17 份、氟代碳酸乙烯酯13-17份、硝基乙烷9-16份、盐类添加剂19-22 份、稳定剂11-13份、阻燃剂10-14份。
进一步的，所述添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐11份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯15份、碳酸乙烯亚乙酯15份、氟代碳酸乙烯酯16份、硝基乙烷12份、盐类添加剂20份、稳定剂13份、阻燃剂12份。
进一步的，所述添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为2-10％。
进一步的，所述盐类添加剂为磺酸盐、醋酸盐、硝酸盐、高氯酸盐中的一种。
进一步的，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素钠、六甲基二硅胺烷、 N-甲基-2-吡咯烷酮、乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、甲苯磺酸异氰酸酯中的一种。
进一步的，所述阻燃剂为三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯、二(2， 2，2-三氟乙基)甲基磷酸酯、磷酸三氯代烷基酯、三甲基亚磷酸、三乙氧基亚磷酸中的一种。
本发明提供一种锂离子电池用电解液添加剂，与现有技术相比优点在于：
本发明锂离子电池电解液能够形成致密且厚度较小的固体电解质界面(SEI)膜，稳定了极片，并且大大的降低了阻抗，提高了锂离子电池的循环性能，特别是提高了锂离子电池在40℃较高温度下的循环性能。另外，该的电解液，应用到锂离子电池中后，还能够提高锂离子电池在高温下的存储性能。
本发明锂离子电池电解液添加了硝基乙烷，可以消除电解液中的溶剂在更低温度(如-40℃)下凝固的现象，有利于锂离子快速迁移，提高电解液在-40℃的超低温环境下的离子电导率，能够有效改善锂离子电池的低温放电性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例锂离子电池用电解液添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐5份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯10份、碳酸乙烯亚乙酯 10份、氟代碳酸乙烯酯10份、硝基乙烷6份、盐类添加剂15份、稳定剂10份、阻燃剂8份；
其中，添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为2％；
盐类添加剂为磺酸盐；稳定剂为羟丙基甲基纤维素钠；阻燃剂为三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯。
实施例2：
本实施例锂离子电池用电解液添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐17份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯20份、碳酸乙烯亚乙酯20份、氟代碳酸乙烯酯20份、硝基乙烷18份、盐类添加剂25份、稳定剂15份、阻燃剂16份；
其中，添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为10％；
盐类添加剂为醋酸盐；稳定剂为六甲基二硅胺烷；阻燃剂为二(2， 2，2-三氟乙基)甲基磷酸酯。
实施例3：
本实施例锂离子电池用电解液添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐11份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯15份、碳酸乙烯亚乙酯15份、氟代碳酸乙烯酯16份、硝基乙烷12份、盐类添加剂20份、稳定剂13份、阻燃剂12份；
其中，添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为6％；
盐类添加剂为硝酸盐；稳定剂为N-甲基-2-吡咯烷酮；阻燃剂为磷酸三氯代烷基酯。
实施例4：
本实施例锂离子电池用电解液添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐8份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯13份、碳酸乙烯亚乙酯 12份、氟代碳酸乙烯酯13份、硝基乙烷9份、盐类添加剂19份、稳定剂11份、阻燃剂10份；
其中，添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为5％；
盐类添加剂为高氯酸盐；稳定剂为十二烷基苯磺酸钠；阻燃剂为三甲基亚磷酸。
实施例5：
本实施例锂离子电池用电解液添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐14份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯18份、碳酸乙烯亚乙酯17份、氟代碳酸乙烯酯17份、硝基乙烷16份、盐类添加剂22份、稳定剂13份、阻燃剂14份；
其中，添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为8％；
盐类添加剂为磺酸盐；稳定剂为甲苯磺酸异氰酸酯；阻燃剂为三乙氧基亚磷酸。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐5-17份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯10-20份、碳酸乙烯亚乙酯10-20份、氟代碳酸乙烯酯10-20份、硝基乙烷6-18份、盐类添加剂15-25份、稳定剂10-15份、阻燃剂8-16份。
2.如权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐8-14份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯13-18份、碳酸乙烯亚乙酯12-17份、氟代碳酸乙烯酯13-17份、硝基乙烷9-16份、盐类添加剂19-22份、稳定剂11-13份、阻燃剂10-14份。
3.如权利要求1所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于，所述添加剂由以下重量份的原料制成：巯基乙胺盐酸盐11份、1，2-二氟代碳酸乙烯酯15份、碳酸乙烯亚乙酯15份、氟代碳酸乙烯酯16份、硝基乙烷12份、盐类添加剂20份、稳定剂13份、阻燃剂12份。
4.如权利要求1或2或3所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于：所述添加剂在锂离子电池电解液中所占的质量百分比为2-10％。
5.如权利要求1或2或3所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于：所述盐类添加剂为磺酸盐、醋酸盐、硝酸盐、高氯酸盐中的一种。
6.如权利要求1或2或3所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于：所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素钠、六甲基二硅胺烷、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、甲苯磺酸异氰酸酯中的一种。
7.如权利要求1或2或3所述的锂离子电池用电解液添加剂，其特征在于：所述阻燃剂为三(2，2，2-三氟乙基)亚磷酸酯、二(2，2，2-三氟乙基)甲基磷酸酯、磷酸三氯代烷基酯、三甲基亚磷酸、三乙氧基亚磷酸中的一种。
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