鋰離子電池及其電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池電解液，其包括非水有機(jī)溶劑、鋰鹽、添加劑和式(1)表示的化合物：式(1)中，R1為芳香基團(tuán)或含有1-10個(gè)碳原子的烷烴，X為芳香基團(tuán)，R3、R4、R5各自獨(dú)立地為F原子或含有1-10個(gè)碳原子的烷烴親油基團(tuán)。此外，本發(fā)明還公開了一種采用本發(fā)明鋰離子電池電解液的鋰離子電池，其具有理想的高溫性能和安全性能。
【專利說明】鋰離子電池及其電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有理想高溫性能和安全性能的鋰離子電池及其電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池具有高放電電壓、高能量密度和優(yōu)良的低自放電特性，因此在便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，是目前商品化最成功的二次電池之一。近年來，隨著各種電子產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的需求呈迅速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
[0003]在鋰離子電池最初的幾個(gè)循環(huán)過程中，鋰離子在陰極與陽極材料間脫出/嵌入，并且在石墨等陽極材料表面形成SEI膜。SEI膜只允許鋰離子通過，可以有效保護(hù)石墨等陽極材料，使其免受電解液中的溶劑分子(如EC、PC、DEC、EMC、DMC)的破壞。但是，SEI膜通常不穩(wěn)定，在高電壓、高溫條件下容易分解，并伴隨著容量的下降和大量氣體的產(chǎn)生，導(dǎo)致電池厚度的膨脹，甚至可能引起電池爆炸等安全事故。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種具有理想高溫性能和安全性能的鋰離子電池及其電解液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于:提供一種鋰離子電池及其電解液，其可顯著提高鋰離子電池的高溫性能和安全性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種鋰離子電池電解液，其包括非水有機(jī)溶劑、鋰鹽、添加劑和式⑴表示的化合物:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池電解液，其包括非水有機(jī)溶劑、鋰鹽、添加劑和式(I)表示的化合物:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述X為含有疏油基團(tuán)的芳香基團(tuán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述X為由式(2)表示的含有疏油基團(tuán)的芳香基團(tuán):
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述式(I)表示的化合物為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述式(I)表示的化合物在電解液中的質(zhì)量百分比為0.1%~10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述添加劑選自碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯中的至少兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述非水有機(jī)溶劑選自碳酸酯、羧酸酯、醚類化合物和芳香族化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述碳酸酯包括環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的質(zhì)量比為4:1~1:20，其中，環(huán)狀碳酸酯為碳酸乙烯酯、碳酸丙稀酯、碳酸丁烯酯中的至少一種，鏈狀碳酸酯為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲異丙酯、碳酸甲丁酯、碳酸亞丁酯中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述羧酸酯包括非取代羧酸酯和鹵代羧酸酯，其中，非取代羧酸酯選自甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸正丙酯、甲酸異丙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、Y-丁內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯和己內(nèi)酯中的至少一種；鹵代羧酸酯選自氟代甲酸甲酯、氟代甲酸乙酯、單氟代乙酸甲酯、二氟代乙酸甲酯、單氟代乙酸乙酯、二氟代乙酸乙酯、三氟代乙酸乙酯、氟代甲酸丙酯、3-氟丙酸甲酯、3，3- 二氟丙酸甲酯、3，3，3-三氟丙酸甲酯、3-氟丙酸乙酯、3，3- 二氟丙酸乙酯、3，3，3-三氟丙酸乙酯中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述醚類化合物包括醚類化合物和鹵代醚類化合物，醚類化合物選自二丁醚、二甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基甲烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、二甲基四氫呋喃中的至少一種，鹵代醚類化合物選自單氟二甲氧基甲烷、單氟二甲氧基乙烷、單氟二乙氧基甲烷、單氟二乙氧基乙烷中的至少一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述芳香族化合物選自甲苯、氟苯、鄰氟代甲苯、三氟甲苯、4-氟甲苯、對(duì)氟甲氧基苯、鄰氟甲氧基苯、鄰二氟甲氧基苯、1-氟-4-叔丁基苯、氟代聯(lián)苯中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池電解液，其特征在于，所述鋰鹽選自LiPF6、LiBF4' LiAsF6' LiClO4' LiBOB, LiDFOB, LiCF3SO3' LiC4F9SO3' Li (CF3SO2) 2N、Li (C2F5SO2) 2N 中的至少一種。
13.一種鋰離子電池，其特征在于，包括: 陰極，陰極活性材料選自以下材料中的任意一種:
(1)LiNinyCoxMyO2，其中，M 是 Mn 或 Al，O ≤ x ≤ 1，O ≤ y ≤ 1，O ≤ x+y ≤ I ;
(2)LiCoO2 ；
(3)LiFePO4 ； 陽極，陽極活性材料選自以下材料中的任意一種: (1)石墨基材料:天然石墨、人造石墨、改性石墨、無定形石墨； (2)Sn、Si基陽極材料； (3)鈦酸鋰； 隔離膜:PE、PP/PE/PP隔離膜，或經(jīng)過陶瓷或PVDF處理的PE、PP/PE/PP隔離膜中的任意一種； 電解液:權(quán)利要求1~12中任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池電解液。
【文檔編號(hào)】H01M10/0567GK103618108SQ201310608129
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】譚海榮, 姜玲燕 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司