CN1632983A - 一种安全锂离子电池电解液 - Google Patents

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戴晓兵
宋言李
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Abstract

本发明公开了一种安全锂离子电池电解液，其特点是：在普通的锂离子电池电解液中加入芳基化合物和苯基环己烷，并且，芳基化合物和苯基环己烷的加入量分别为锂离子电池电解液重量的0.5％～5％和1％～10％；使用本发明所述的锂离子电池电解液，过充时不冒烟、不起火、不爆炸，过充时最高温度低于100℃，十分安全。

Description

一种安全锂离子电池电解液
技术领域
本发明涉及到锂离子电池中的电解液。
背景技术
锂离子电池电解液是锂离子电池的重要组成部分。钴酸锂锂离子电芯在正常电压范围内可以安全工作，但若发生超过设计电压、出现过充现象时，其性能就会变得不稳定。超过设计电压，钴酸锂电芯将会引起：
(1)锂金属沉积在阳极形成锂枝晶，锂金属是一种很强的还原剂。
(2)阴极材料变得不稳定，是一种很强的氧化剂。
(3)放热
反应式为：
          放电               正常充电                 过充
阴极：    2LiCoO2        2Li1/2CoO2          2CoO2
阳极：    C6             LiC6                 LiC6+Li
由于锂枝晶易形成内部短路，会产生大量热；阴极材料的不稳定使得电解液氧化，也会产生大量的热，这些都会使目前常用的、可燃性的电解液的温度大大增加，并会发生燃烧、甚至爆炸现象，很不安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种在过充情况下不冒烟、不起火、不爆炸的锂离子电池电解液。
本发明采用的技术方案是：所述的安全锂离子电池电解液，其特点是：在普通的锂离子电池电解液中加入芳基化合物和苯基环己烷，并且，芳基化合物和苯基环己烷的加入量分别为锂离子电池电解液重量的0.5％～5％和1％～10％。
上述的芳基化合物可以是苯醚、联苯、联苯酯或三苯；还可以是卤代苯醚或卤代联苯，其中：卤素元素可以是F、Cl或Br，卤代可以为一取代、二取代或三取代。
本发明的优点是：使用本发明所述的锂离子电池电解液，过充时不冒烟、不起火、不爆炸，过充时最高温度低于100℃，十分安全。
附图说明
图1是本发明第一种实施例中D样电解液过充状态的温度-时间曲线；
图2是本发明第一种实施例中D样电解液过充状态的电压-时间曲线；
图3是本发明第一种实施例中D样电解液过充状态的电流-时间曲线；
图4是本发明第一种实施例中D样电解液过充状态的内阻-时间曲线；
图5是本发明第二种实施例中D样电解液过充状态的温度-时间曲线；
图6是本发明第二种实施例中D样电解液过充状态的内阻-时间曲线；
图7是本发明第二种实施例中D样电解液过充状态的电压-时间曲线；
图8是本发明第二种实施例中D样电解液过充状态的电流-时间曲线；
实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。
实例一
在充氩气的手套箱(H2O＜10ppm)中配制锂离子电池电解液EC∶EMC∶DMC＝1∶1∶1(wt％)1M LiPF6，共400克，各称100g分置于4个氟化瓶中，其中：
A样：不加添加剂
B样：添加5％苯甲醚
C样：添加5％苯基环己烷
D样：添加3％苯甲醚和2％的苯基环己烷
用上述电解液制备成铝壳电池，用3C、10V恒压测试过充性能。测试结果如下：
 样品 抗过充性能   最高温度(度)
 A 爆炸，起火   108
 B 爆炸，起火   105
 C 冒烟   102
 D 不爆炸，不起火，不冒烟   85
D样在过充状态下的温度——时间曲线如图1所示，电压——时间曲线如图2所示，电流——时间曲线如图3所示，内阻——时间曲线如图4所示。
实例二
在充氩气的手套箱(H2O＜10ppm)中配制锂离子电池电解液EC∶DEC∶DMC＝1∶1∶1(wt％)1M LiPF6，共400克，各称100g分置于4个氟化瓶中，其中：
A样：不加添加剂
B样：添加3％三苯
C样：添加3％苯基环己烷
D样：添加2％三苯和1％的苯基环己烷
用上述电解液制备成铝壳电池，用3C、10V恒压测试过充性能。测试结果如下：
 样品 抗过充性能     最高温度(℃)
 A 爆炸，起火     112
 B 爆炸，冒烟     101
 C 爆炸，冒烟     102
 D 不爆炸，不起火，不冒烟     73
D样在过充状态下的温度——时间曲线如图5所示，内阻——时间曲线如图6所示，电压——时间曲线如图7所示，电流——时间曲线如图8所示。

Claims (2)

1、一种安全锂离子电池电解液，其特征在于：在普通的锂离子电池电解液中加入芳基化合物和苯基环己烷，并且，芳基化合物和苯基环己烷的加入量分别为锂离子电池电解液重量的0.5％～5％和1％～10％。
2、如权利要求1所述的安全锂离子电池电解液，其特征在于：所述的芳基化合物可以是苯醚、联苯、联苯酯或三苯；还可以是卤代苯醚或卤代联苯，其中：卤素元素可以是F、Cl或Br，卤代可以为一取代、二取代或三取代。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103107362A (zh) * 2012-12-28 2013-05-15 青岛润鑫伟业科贸有限公司 一种锂离子电池电解液

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CN103107362A (zh) * 2012-12-28 2013-05-15 青岛润鑫伟业科贸有限公司 一种锂离子电池电解液

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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication