鋰離子二次電池及其電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池及其電解液。所述鋰離子二次電池電解液包括鋰鹽；非水有機(jī)溶劑以及添加劑。所述添加劑含有第一添加劑和第二添加劑，第一添加劑包括碳酸亞乙烯酯（VC）、碳酸乙烯亞乙酯（VEC）中的至少一種，第二添加劑為具有結(jié)構(gòu)式1的4-亞甲基-1,3-二氧雜戊環(huán)-2-酮及其衍生物和/或具有結(jié)構(gòu)式2的4,5-二亞甲基-1,3-二氧雜戊環(huán)-2-酮及其衍生物；在結(jié)構(gòu)式1和結(jié)構(gòu)式2中，R1、R2、R3、R4各自為氫、鹵素、C1～C3烷基或鹵代烷基；其中，第一添加劑在電解液中的質(zhì)量百分含量為0.2%～2.0%，第二添加劑在電解液中的質(zhì)量百分含量為0.3%～4.0%。鋰離子二次電池包括上述電解液。本發(fā)明的鋰離子二次電池循環(huán)性能和低溫放電性能良好，同時還具有較高的首次庫倫效率。
【專利說明】鋰離子二次電池及其電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子二次電池及其電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子二次電池具有工作電壓高、壽命長以及充電速度快等優(yōu)點，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對快捷電子產(chǎn)品的使用需求，要求鋰離子二次電池具有更好的循環(huán)性能，同時也要求鋰離子二次電池在較低溫度下能夠快速放電。
[0003]在實際使用中，一般使用環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯作為溶劑，但是在電池充放電過程中，溶劑不斷被氧化或者還原，鋰離子二次電池的首次庫倫效率會較低，且會惡化其循環(huán)性能。專利US5626981A公開了一種在負(fù)極表面形成SEI膜的方法，在電解液中加入碳酸亞乙烯酯(VC)，提高了鋰離子二次電池的首次庫倫效率和循環(huán)性能。但是加入碳酸亞乙烯酯(VC)會在負(fù)極表面形成很厚的SEI膜，其阻抗較大，會惡化鋰離子二次電池在低溫條件下的放電性能。
[0004]專利CNlO1755354A公開了 一種在負(fù)極表面形成SEI膜的方法，在電解液中加4-亞甲基-1，3-二氧雜戊環(huán)-2-酮，提高了鋰離子二次電池的循環(huán)性能，關(guān)于低溫放電性能在專利中并未提及。
[0005]有鑒于此，有必要提供一種循環(huán)性能良好且在低溫條件下放電性能良好的鋰離子二次電池及其電解液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子二次電池及其電解液，其循環(huán)性能和低溫放電性能良好，同時還具有較高的首次庫倫效率。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子二次電池電解液，其包括:鋰鹽；非水有機(jī)溶劑；以及添加劑，其中所述添加劑含有第一添加劑和第二添加劑。第一添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亞乙酯(VEC)中的至少一種，第二添加劑為具有結(jié)構(gòu)式I的4-亞甲基-1，3- 二氧雜戊環(huán)-2-酮及其衍生物和/或具有結(jié)構(gòu)式2的4，5- 二亞甲基-1，3- 二氧雜戊環(huán)-2-酮及其衍生物；在結(jié)構(gòu)式I和結(jié)構(gòu)式2中，Rp R2> R3、R4各自為氫、鹵素、Cl?C3烷基或鹵代烷基；其中，第一添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質(zhì)量百分含量為0.2%?2.0%，第二添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質(zhì)量百分含量為0.3%?4.0%。
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子二次電池電解液，包括: 鋰鹽； 非水有機(jī)溶劑；以及 添加劑， 其特征在于， 所述添加劑含有第一添加劑和第二添加劑，第一添加劑包括碳酸亞乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亞乙酯(VEC)中的至少一種，第二添加劑為具有結(jié)構(gòu)式I的4-亞甲基-1，3-二氧雜戊環(huán)-2-酮及其衍生物和/或具有結(jié)構(gòu)式2的4，5- 二亞甲基-1，3- 二氧雜戊環(huán)-2-酮及其衍生物；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于，所述鋰鹽包括LiN(CxF2x+1S02) (CyF2y+1S02)、LiPF6' LiBF4' LiBOB、LiAsF6' Li (CF3SO2)2N' LiCF3SO3 以及 LiClO4中的至少一種，其中，x，y為自然數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于，所述非水有機(jī)溶劑包括環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于， 所述環(huán)狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、Y - 丁內(nèi)酯(GBL)以及碳酸丁烯酯(BC)中的至少一種； 所述鏈狀碳酸酯包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)以及碳酸乙丙酯(EPC)中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于， 所述環(huán)狀碳酸酯在鋰離子二次電池電解液中的質(zhì)量百分含量為10%~70% ； 所述鏈狀碳酸酯在鋰離子二次電池電解液中的質(zhì)量百分含量為15%~80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于，所述第一添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質(zhì)量百分含量為0.3%~1.5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于，所述第二添加劑在鋰離子二次電池電解液中的質(zhì)量百分含量為0.5%~3.0%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池電解液，其特征在于，所述取代基R1以及R2中至少有一個為氟。
9.一種鋰離子二次電池，包括: 正極片； 負(fù)極片； 隔離膜，間隔于正極片和負(fù)極片之間；以及 電解液， 其特征在于， 所述電解液為根據(jù) 權(quán)利要求1-8中任一項所述的電解液。
【文檔編號】H01M10/0567GK103633365SQ201310675269
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】褚春波, 付成華 申請人:寧德新能源科技有限公司