用于4.8v鋰離子電池的高電壓電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，成分：有機(jī)溶劑80~89%，鋰鹽10~15%，添加劑0.5~5%；添加劑為苯并咪唑酮類衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1,3-二氫-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5,6-二氨基苯并咪唑-2-酮中的一種或兩種以上。所用添加劑有效改善鋰離子電池高壓循環(huán)性能，可將普通電解液的電壓提高至4.8V，效果明顯，電解液在4.8V高電壓下不易分解。
【專利說明】用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰離子電池作為目前商業(yè)化的最高效的儲能設(shè)備，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備中，但是其能量密度還有待于進(jìn)一步提高。近些年，很多課題組都致力于具有高放電容量和高電壓平臺的正極材料的研發(fā)。目前高電壓正極材料的研究已經(jīng)很多，如LiNiMnO4,LiNiCoMnO2,LiCoPO4能夠在較高的電壓下發(fā)生鋰離子的脫嵌反應(yīng)，但是與之相匹配的高電壓電解液的研究相對較少。傳統(tǒng)基于碳酸酯類溶劑的電解液會在4.5V以上氧化分解，而且材料表面的過度金屬離子會加速催化電解液在更低的電位下分解，電解液的持續(xù)分解嚴(yán)重影響了高電壓 正極材料的電化學(xué)性能。因此，對高電壓電解液的研究具有重要的理論意義和廣泛的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，包含以下重量百分比成分:有機(jī)溶劑8(Γ89%，鋰鹽l(Tl5%，添加劑0.5^5% ;所述添加劑為苯并咪唑酮類衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1，3- 二氫-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑_2_酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5，6- 二氨基苯并咪唑-2-酮中的一種或兩種以上。
[0005]進(jìn)一步地，上述的用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，所述有機(jī)溶劑為碳酸酯類溶劑，是酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的兩種或兩種以上組合。
[0006]更進(jìn)一步地，上述的用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，所述鋰鹽為LiC104、LiBF4, LiPF6, LiBOB, LiODFB, LiN (CF3SO2) 2 中的一種，鋰鹽濃度為 0.8?1.2M。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在:
本發(fā)明所用添加劑有效改善鋰離子電池高壓循環(huán)性能，可將普通電解液的電壓提高至4.8V，效果明顯。電解液在4.8V高電壓下不易分解，顯著提高鋰離子電池的循環(huán)性能。
【具體實(shí)施方式】
[0008]用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，成分:有機(jī)溶劑80?89%，鋰鹽10?15%，添加劑0.5^5% ;添加劑為苯并咪唑酮類衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1，3-二氫-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5，6-二氨基苯并咪唑-2-酮中的一種或兩種以上。有機(jī)溶劑為碳酸酯類溶劑，是酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的兩種或兩種以上組合。鋰鹽為LiC104、LiBF4、LiPF6, LiBOB, LiODFB, LiN (CF3SO2) 2 中的一種，鋰鹽濃度為 0.8?1.2M。
[0009]實(shí)施例1
4.8V高電壓下不易分解的鋰離子電池電解液，包含一種苯并咪唑酮類衍生物，其為1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮，所述的高電壓添加劑在用于鋰離子電池電解液中時(shí)，在電解液中所占的質(zhì)量百分比為1.0%。電解液中的有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)，其中EC,DMC的質(zhì)量比為30%: 70%ο鋰離子電池的電解質(zhì)分別為1.0 M的LiPF6記為電解液B，未添加添加劑的電解液記為A。
[0010]將A、B兩種電解液注入到正極為LiNiCoMnO2,負(fù)極為人造石墨的鋁殼鋰離子電池中(標(biāo)稱容量為650Ah)，在3.(Γ5.0V電壓范圍內(nèi)進(jìn)行IC充放電循環(huán)。使用A電解液的電池循環(huán)100周之后容量保持率在30%左右，而使用B電解液的電池容量保持率達(dá)到90%以上。
[0011]實(shí)施例2
4.8V高電壓下不易分解的鋰離子電池電解液，包含一種腈類化合物，其為5-硝基-2-苯并咪唑酮，所述的高電壓添加劑在用于鋰離子電池電解液中時(shí)，在電解液中所占的質(zhì)量百分比為2.0%。電解液中的有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合物，其中EC、DMC的質(zhì)量比為30%:70%。鋰離子電池的電解質(zhì)為1.0 M的LiPF6記為電解液C。
[0012]將C電解液注入到正極為LiNiCoMnO2,負(fù)極為人造石墨的鋁殼鋰離子電池中(標(biāo)稱容量為650Ah)，在3.(Γ5.0V電壓范圍內(nèi)進(jìn)行IC充放電循環(huán)。電解液的電池循環(huán)100周之后電池容量保持率達(dá)到85%以上。
[0013]實(shí)施例3
4.8V高電壓下不易分解的鋰離子電池電解液，包含一種腈類化合物，其為5，6- 二氨基苯并咪唑-2-酮，所述的高電壓添加劑在用于鋰離子電池電解液中時(shí)，在電解液中所占的質(zhì)量百分比為3.0%。電解液中的有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)的混合物，其中EC、DMC的質(zhì)量比為30%:70%。鋰離子電池的電解質(zhì)為1.0 M的LiPF6記為電解液D。
[0014]將D電解液注入到正極為LiNiCoMnO2,負(fù)極為人造石墨的鋁殼鋰離子電池中(標(biāo)稱容量為650Ah)，在3.(Γ5.0V電壓范圍內(nèi)進(jìn)行IC充放電循環(huán)，電解液的電池循環(huán)100周之后電池容量保持率達(dá)到90%以上。
[0015]實(shí)施例4
4.8V高電壓下不易分解的鋰離子電池電解液，包含兩種腈類化合物，其為1，3_ 二氫-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮和2-苯并咪唑酮，所述的高電壓添加劑在用于鋰離子電池電解液中時(shí)，在電解液中所占的質(zhì)量百分比分別為1，3-二氫-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮2.0%，2-苯并咪唑酮1.0%。電解液中的有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)的混合物，其中EC、DMC的質(zhì)量比為30%:70%。鋰離子電池的電解質(zhì)為1.0 M的LiPF6記為電解液E。
[0016]將E電解液注入到正極為LiNiCoMnO2,負(fù)極為人造石墨的鋁殼鋰離子電池中(標(biāo)稱容量為650Ah)，在3.(Γ5.0V電壓范圍內(nèi)進(jìn)行IC充放電循環(huán)，電解液的電池循環(huán)100周之后電池容量保持率達(dá)到90%以上。
[0017]上述實(shí)施例1?4的電解液進(jìn)行測試比較，結(jié)果如下表I。[0018]注:表中電解液均采用溶劑EC、DMC質(zhì)量比為30%:70%%，電解液鋰鹽濃度為1.0 M。
[0019]表I
【權(quán)利要求】
1.用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，其特征在于包含以下重量百分比成分:有機(jī)溶劑80?89%，鋰鹽10?15%，添加劑0.5?5% ;所述添加劑為苯并咪唑酮類衍生物，是2-苯并咪唑酮、1-(2-丙烯基)-2-苯并咪唑酮、1,3-二氫-1-(1-甲基乙炔基)-2H-苯并咪唑-2-酮、5-硝基-2-苯并咪唑酮、5，6- 二氨基苯并咪唑-2-酮中的一種或兩種以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，其特征在于:所述有機(jī)溶劑為碳酸酯類溶劑，是酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯中的兩種或兩種以上組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于4.8V鋰離子電池的高電壓電解液，其特征在于:所述鋰鹽為 LiClO4, LiBF4, LiPF6, LiBOB, LiODFB, LiN(CF3SO2) 2 中的一種，鋰鹽濃度為 0.8?1.2M。
【文檔編號】H01M10/0567GK103427115SQ201310384270
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉明賢, 徐海林, 肖軍 申請人:嘉德力電源科技（蘇州）有限公司