CN1632984A - 一种抗过充锂离子电池电解液 - Google Patents

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戴晓兵
傅人俊
宋言李
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Zhangjiagang Guotai Huarong New Chemical Materials Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种抗过充锂离子电池电解液,其特点是:在普通的锂离子电池电解液中加入三烷基芳基硅烷,并且三烷基芳基硅烷的加入量为锂离子电池电解液重量的3%~8%;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

一种抗过充锂离子电池电解液
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:所述的抗过充锂离子电池电解液,其特点是:在普通的锂离子电池电解液中加入三烷基芳基硅烷,并且三烷基芳基硅烷的加入量为锂离子电池电解液重量的3%~8%。
上述的三烷基芳基硅烷的分子式为:
Figure A20031011270900041
上式中,n,m,w为1~2;R可以是苯基、苯醚基、联苯基、联苯酯基或三苯基,还可以是卤代苯基、卤代苯醚基、卤代联苯基或卤代三苯基,其中:卤素元素可以为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所述电解液过充状态的电压-时间曲线;
图2是本发明第一种实施例中所述电解液过充状态的电流-时间曲线;
图3是本发明第一种实施例中所述电解液过充状态的内阻-时间曲线;
图4是本发明第一种实施例中所述电解液过充状态的温度-时间曲线;
图5是本发明第二种实施例中所述电解液过充状态的电压-时间曲线;
图6是本发明第二种实施例中所述电解液过充状态的温度-时间曲线;
图7是本发明第二种实施例中所述电解液过充状态的电流-时间曲线;
图8是本发明第二种实施例中所述电解液过充状态的内阻-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200克,各称100g分置于2个氟化瓶中,其中一个不加添加剂为对比样,另一个样品添加5%三甲基联苯基硅烷,分别用两种电解液制备成铝壳电池,用1C、10V恒压测试过充性能,结果,不加添加剂的电解液爆炸、起火;而加了添加剂的电解液不起火,不爆炸,其过充电压——时间曲线如图1所示,电流——时间曲线如图2所示,内阻——时间曲线如图3所示,温度——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200克,各称100g分置于2个氟化瓶中,其中一个不加添加剂为对比样,另一个样品添加3%三乙基苯基硅烷,分别用两种电解液制备成铝壳电池,用1C、5V恒压测试过充性能,结果,不加添加剂的电解液爆炸、起火;而加了添加剂的电解液不起火,不爆炸,其过充电压——时间曲线如图5所示,温度——时间曲线如图6所示,电流——时间曲线如图7所示,内阻——时间曲线如图8所示。

Claims (2)

1、一种抗过充锂离子电池电解液,其特征在于:在普通的锂离子电池电解液中加入三烷基芳基硅烷,并且三烷基芳基硅烷的加入量为锂离子电池电解液重量的3%~8%。
2、如权利要求1所述的抗过充锂离子电池电解液,其特征在于:所述的三烷基芳基硅烷的分子式为:
上式中,n,m,w为1~2;R可以是苯基、苯醚基、联苯基、联苯酯基或三苯基,还可以是卤代苯基、卤代苯醚基、卤代联苯基或卤代三苯基,其中:卤素元素可以为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
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CN101442140B (zh) * 2007-11-22 2011-10-12 比亚迪股份有限公司 非水电解液及其制备方法和含有该电解液的锂离子电池
CN108878978A (zh) * 2018-06-29 2018-11-23 桑顿新能源科技有限公司 一种含有机硅添加剂的防过充锂电池电解液
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