專利名稱：鋰離子電池及其電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二次電池，尤其涉及一種鋰離子電池及其電解液。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，如今已成為移動電子產(chǎn)品的主要電源，在電動汽車、軍工、航天等領(lǐng)域也顯示出強(qiáng)大的應(yīng)用前景。為了改善鋰離子電池的循環(huán)壽命，通常在電解液中加入成膜添加劑，希望成膜添加劑可以在電極表面形成一層致密穩(wěn)定的化學(xué)膜。由于這層化學(xué)膜可以阻斷電子在電極與電解液之間的遷移，從而可以抑制它們之間的副反應(yīng)，減緩電池的老化，延長使用時間。同時，由于這層化學(xué)膜是鋰離子導(dǎo)通的，因而不會對鋰離子電池本身的充放電性能造成影響?；瘜W(xué)膜致密穩(wěn)定的性能可以保證這兩種作用的長期存在，因此可以減少添加劑的用量，進(jìn)而減少添加劑的不良影響。目前常用的成膜添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)、氟代碳酸亞乙酯(FEC)、乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)、1，3-丙磺酸內(nèi)酯(PS)、醋酸乙烯酯(VA)以及雙草酸硼酸鋰(LiBOB)等。然而，目前已知的添加劑并不完美，他們所形成的化學(xué)膜并不是理想的致密穩(wěn)定的鋰離子導(dǎo)通而電子阻斷的化學(xué)膜，因此會對電池的性能帶來一定的副作用。比如1，3_丙磺酸內(nèi)酯是一種較為常用的添加劑，它是一種不帶支鏈的環(huán)狀磺酸酯，當(dāng)在電解液中加入1，3-丙磺酸內(nèi)酯后，可以通過形成的化學(xué)膜改善電池的高溫存儲與循環(huán)性能。然而通過阻抗測試發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)添加1，3-丙磺酸內(nèi)酯會使電池內(nèi)阻增大，即化學(xué)膜并不是完美的鋰離子導(dǎo)通，而是具有一定的阻力；在常溫或高溫環(huán)境下，鋰離子具有足夠的能量來越過這層化學(xué)膜所帶來的阻力，因此對電池性能的影響并不明顯；然而在低溫環(huán)境下，這層化學(xué)膜所帶來的阻力并不可忽視，因此導(dǎo)致電池在低溫情況下的放電容量偏低，而且在陽極表面有金屬鋰的析出。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于背景技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子電池及其電解液，其能改善低溫充放電性能。本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋰離子電池及其電解液，其能保證電池的高溫循環(huán)性能。本發(fā)明的再一目的在于提供一種鋰離子電池及其電解液，其能保證電池的高溫存儲性能。為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池的電解液其包括非水溶劑、溶解在非水溶劑中的鋰鹽、不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯、以及帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯。在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，其包括:正極片；負(fù)極片；隔膜，設(shè)置于正負(fù)極片之間；以及電解液，其中所述電解液為根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的鋰離子電池的電解液。本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明在含有不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯的電解液基礎(chǔ)上，再加入一定量的帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯，優(yōu)化其在電極表面所形成的化學(xué)膜的結(jié)構(gòu)，使得最終形成的膜結(jié)構(gòu)更利于鋰離子的穿越，保證了含有該電解液的鋰離子電池具有優(yōu)越的低溫充放電性能，同時也保證了相當(dāng)?shù)母邷卮鎯把h(huán)等性能。


圖1是在10°C下循環(huán)性能的曲線圖；圖2是在45°C下循環(huán)性能的曲線圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的鋰離子電池及其電解液以及實施例。

首先說明根據(jù)本發(fā)明第一方面的鋰離子電池的電解液。根據(jù)本發(fā)明第一方面的鋰離子電池的電解液，包括非水溶劑、溶解在非水溶劑中的鋰鹽、不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯、以及帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯。在根據(jù)本發(fā)明所述的鋰離子電池的電解液中，優(yōu)選地，所述不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯包括硫酸亞乙酯(其結(jié)構(gòu)式如式I表示)、1，3-丙磺酸內(nèi)酯(其結(jié)構(gòu)式如式2表不)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池的電解液，包括非水溶劑和溶解在非水溶劑中的鋰鹽，其特征在于， 所述鋰離子電池的電解液還包括: 不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯；以及 帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于，所述不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯包括硫酸亞乙酯、1，3-丙磺酸內(nèi)酯，硫酸亞乙酯的結(jié)構(gòu)如式I表示，I, 3-丙磺酸內(nèi)酯如式2表示，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于，所述帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯如式3表示
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于，采用式3表示的帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯包括4-甲基硫酸亞乙酯，4-甲基硫酸亞乙酯如式4表示
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于， 所述不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯的重量百分含量在所述鋰離子電池的電解液中的重量百分含量為0.5 5% ； 所述帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯的重量百分含量在所述鋰離子電池的電解液中的重量百分含量為0.5 5% ； 所述帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯的重量百分含量不超過所述不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯的重量百分含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于， 所述不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯的重量百分含量在所述鋰離子電池的電解液中的重量百分含量為1 3% ;所述帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯的重量百分含量在所述鋰離子電池的電解液中的重量百分含量為I 3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于，所述非水溶劑包括環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯； 環(huán)狀碳酸酯選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、丁基內(nèi)酯、碳酸丁烯酯中的一種或它們的組合； 鏈狀碳酸酯選自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸二丙酯、碳酸乙丙酯中的一種或它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電解液，其特征在于，所述鋰鹽為LiPF6、LiBF4、LiClO4' LiAsF6, LiBOB、LiCF3SO3 中的一種或它們的混合。
9.一種鋰離子電池，包括: 正極片； 負(fù)極片； 隔膜，設(shè)置于正負(fù)極片之間；以及 電解液； 其特征在 于，所述電解液為權(quán)利要求1-8中任一項所述的鋰離子電池的電解液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋰離子電池及其電解液。所述鋰離子電池的電解液包括非水溶劑、溶解在非水溶劑中的鋰鹽、不帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯或磺酸酯、以及帶支鏈的環(huán)狀硫酸酯。所述鋰離子電池包括正極片；負(fù)極片；隔膜，設(shè)置于正負(fù)極片之間；以及前述電解液。本發(fā)明所述的鋰離子電池及其電解液具有優(yōu)越的低溫充放電性能，同時也保證了相當(dāng)?shù)母邷卮鎯把h(huán)等性能。
文檔編號H01M10/0567GK103107355SQ20131004490
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月3日
發(fā)明者任建勛, 付成華, 趙豐剛, 褚春波 申請人:寧德新能源科技有限公司