一种安全高能量密度锂二次电池制造技术

本发明专利技术公开了一种安全高能量密度锂二次电池，该电池是由正极材料、负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为Li2SX或Li2SX与其他成分的耦合，所述的其他成分为硝酸锂、高氯酸锂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种混合，其中，X为1‑8的自然数。该锂二次电池充放电性能好，能量密度高，安全环保。

Safety high energy density lithium secondary battery two

The invention discloses a safety lithium battery with high energy density two, the battery is composed of positive and negative electrode materials in material winding way, the electrolyte used for nonaqueous electrolyte solution, additives in electrolyte, additives for Li2SX or Li2SX and other components of the coupling and other components of the nitrate lithium, lithium perchlorate, fluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, propylene sulfite and double fluorosulfonylimide lithium in one or more mixed, among them, X was 1 natural number 8. The lithium secondary battery has the advantages of good charging and discharging performance, high energy density, safety and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及锂电池
，具体的涉及一种安全高能量密度锂二次电池。
技术介绍
：随着科学技术的飞速发展,电池在高科技产业中起到越来越重要的作用。电池的研制、开发和投入使用正在不断地满足对体积小、重量轻、容量高、价格低、使用寿命长、安全性可靠性好和无污染电池的日益要求,锂离子电池的研制和开发正是在这种实际需求下展开的。自1990年日本研制成功锂离子电池以来,因其独特性能在国内外形成一股锂离子电池研究热潮。它是继氢镍电池之后当今可充电池中发展十分迅速,应用前景十分广阔的一种高能二次电池。锂离子电池已经广泛用于数码摄像机，笔记本等便携工具。混合动力汽车、纯电动汽车领域的发展，对电池的高功率、高容量有了更高的要求。电池充放电时，在正负极间的电解液中往返扩散，电解液又具有一定粘度，扩散自然会产生热量。充放电功率越大，意味着与电解质“摩擦”更剧烈，产生更多的热量。当散热量小于产热量，电池体系的温度将上升。常规电解液由锂盐和碳酸乙稀酷、碳酸丙稀酯、碳酸甲乙酷、碳酸二甲酷等易燃的碳酸酯类溶剂组成，温度升高极易导致电池燃烧甚至爆炸。过充电是最易引发电池的安全问题的方式。此外，可逆沉积锂容易形成锂枝晶，个别锂枝晶刺穿隔膜，造成电池内部短路，形成安全隐患。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种安全高能量密度的锂二次电池，该电池充放电性能好，能量密度大，避免了充放电过程中锂枝晶的生长，安全性能好。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种安全高能量密度锂二次电池，该电池是由正极材料、负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为Li2SX或Li2SX与其他成分的耦合，所述的其他成分为硝酸锂、高氯酸锂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种混合，其中，X为1-8的自然数。作为上述技术方案的优选，所述正极材料为LiNiXCo1-XO2(0≤X≤1)、TiS2、V6O13、MnO2、WO3中的一种。作为上述技术方案的优选，所述负极材料是金属锂。作为上述技术方案的优选，所述非水电解质溶液的溶质为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲烷磺酸锂中的一种，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、乙基甲基碳酸酯中的一种或多种混合。作为上述技术方案的优选，所述电解质溶液添加剂中Li2SX的浓度为0.0005-5.0mol/L。作为上述技术方案的优选，所述电解质溶液添加剂的工作电流为0.05μA·cm-2-500mA·cm-2。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术在电解质溶液中添加Li2SX或Li2SX与硝酸锂、高氯酸锂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和双氟磺酰亚胺锂的耦合，使得锂金属负极表面会形成一层钝化膜，可以抑制锂金属负极表面锂枝晶的生长，从而提高电池的安全性；此外，该钝化膜还可以保护金属锂不受电解质溶液的损害，大大提高了电池的循环稳定性；本专利技术制得的锂二次电池充放电性能优异，能量密度高，安全性能好。具体实施方式：为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由LiNiXCo1-XO2(0≤X≤1)作为正极材料、金属锂作为负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为0.0005mol/L的Li2SX(X为1-8的自然数)，所述非水电解质溶液的溶质为四氟硼酸锂，溶剂为碳酸丙烯酯。实施例2一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由LiNiXCo1-XO2(0≤X≤1)作为正极材料、金属锂作为负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为5.0mol/L的Li2SX(X为1-8的自然数)与2wt.％硝酸锂的耦合，所述非水电解质溶液的溶质为六氟磷酸锂，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯的混合物。实施例3一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由TiS2作为正极材料、金属锂作为负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为1mol/L的Li2SX(X为1-8的自然数)和5wt.％高氯酸锂的耦合，所述非水电解质溶液的溶质为三氟甲烷磺酸锂，溶剂为碳酸二甲酯。实施例4一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由V6O13作为正极材料、金属锂作为负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为2mol/L的Li2SX(X为1-8的自然数)与8wt.％氟代碳酸乙烯酯的耦合，所述非水电解质溶液的溶质为六氟磷酸锂，溶剂为乙基甲基碳酸酯。实施例5一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由MnO2作为正极材料、金属锂作为负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为3.0mol/L的Li2SX(X为1-8的自然数)与13wt.％亚硫酸丙烯酯的耦合，所述非水电解质溶液的溶质为三氟甲烷磺酸锂，溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、乙基甲基碳酸酯中的混合。实施例6一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由WO3作为正极材料、金属锂作为负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为4.0mol/L的Li2SX(X为1-8的自然数)与17wt.％双氟磺酰亚胺锂的耦合。所述非水电解质溶液的溶质为三氟甲烷磺酸锂，溶剂为碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、乙基甲基碳酸酯中的混合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由正极材料、负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为Li2SX或Li2SX与其他成分的耦合，所述的其他成分为硝酸锂、高氯酸锂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种混合，其中，X为1‑8的自然数。

【技术特征摘要】
1.一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，该电池是由正极材料、负极材料以卷绕方式构成，所用的电解质为非水电解质溶液，电解质溶液中有添加剂，添加剂为Li2SX或Li2SX与其他成分的耦合，所述的其他成分为硝酸锂、高氯酸锂、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯和双氟磺酰亚胺锂中的一种或多种混合，其中，X为1-8的自然数。2.如权利要求1所述的一种安全高能量密度锂二次电池，其特征在于，所述正极材料为LiNiXCo1-XO2(0≤X≤1)、TiS2、V6O13、MnO2、WO3中的一种。3.如权利要求1所述的一种安全高能量密度锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文庆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44