一次锂电池非水电解液和一次锂电池制造技术

本发明专利技术涉及一种一次锂电池非水电解液，包括锂盐、高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂，所述高闪点低熔点溶剂包括碳酸丙烯酯、甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸二乙酯、乙基膦酸二乙酯、乙基膦酸二甲酯和γ-丁内酯中的至少一种，所述高闪点低熔点溶剂的闪点为60℃以上且熔点为40℃以下；所述低粘度溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的至少一种，所述低粘度溶剂的粘度为1mPa·s以下。本发明专利技术还涉及一种一次锂电池。本发明专利技术的一次锂电池非水电解液具有安全性能高、良好的高温储存性能和低温放电性能的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池
，特别涉及一次锂电池非水电解液和一次锂电池。
技术介绍
-次锂电池具有容量高、自放电率极低、放电平缓和储存寿命长等优点，因而其市 场需求不断增大，正在逐步取代传统的碱锰、锌氧化银等其它一次性电池。 但是，一次锂电池存在的安全性问题一直是应用关心的重要问题。尤其是目前一 次锂电池使用的电解液中都含有大量易燃的醚类，有些使用助燃性的高氯酸锂作为锂盐， 当电池在短路、冲击、受热等条件下，电池很可能会爆炸燃烧，引发不安全事故。 为了改善此类电池的安全性，美国专利如US6589697、US6924061报道了以磷酸三 甲酯、磷酸三苯酯、磷酸三丁酯等磷酸酯作为电解液添加剂来降低电解液的可燃性。但是这 些磷酸酯大都具有高粘度，对电池性能影响较大。CNlO 1079504专利中阐述了用一种以上的 磷酸酯作为溶剂来改善锂电池的安全性，但是此类溶剂粘度还是较大，极大地影响了电池 的低温性能。 专利号为200410007943的专利申请公开了一种电池，包括：正极；负极；以及电解 质，其中，电解质包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、沸点小于或等于150°C的低粘度溶剂、不饱 和化合物的碳酸酯以及锂盐；并且所述碳酸丙烯酯的含量从5wt %到20wt %，所述碳酸酯 的含量从〇. 3wt%到3wt%，所述电解质包含碳酸丁二烯酯或碳酸亚乙烯酯中的至少一种 作为碳酸酯，所述低粘度溶剂可以为碳酸甲乙酯或碳酸二甲酯和碳酸二乙酯。上述专利技术公 开的电池具有提高容量和循环特性的有益效果。即，上述专利技术公开了一种电解质包括碳酸 酯、低粘度溶剂以及锂盐，从而提高电池容量和循环性能的电池，所述电池为锂二次电池。 上述专利虽然公开了将低粘度溶剂用于电解质中，但是其公开的低粘度溶剂用于提高电池 容量和循环性能，并不具备提高电池安全性能的技术效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种安全性能高的一次锂电池非水电解液， 进一步提供包括上述一次锂电池非水电解液的一次锂电池。 为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为： -种一次锂电池非水电解液，包括锂盐、高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂，所述高 闪点低熔点溶剂包括碳酸丙烯酯、甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸二乙酯、乙基膦酸二乙酯、乙 基膦酸二甲酯和γ - 丁内酯中的至少一种，所述高闪点低熔点溶剂的闪点为60°c以上且熔 点为40°C以下； 所述低粘度溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、1，3-二氧戊 环、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的至少一 种，所述低粘度溶剂的粘度为ImPa · s以下。 本专利技术还涉及一种一次锂电池，包括正极、负极、以及介于正极和负极之间的隔 板，其特征在于，还包括上述的一次锂电池非水电解液。 本专利技术的有益效果在于： (1)通过高闪点低熔点溶剂的成分的设计，并且在此基础上将其闪点设置为60°C 以上以确保具有良好的阻燃效果，设置熔点为40°C以下以确保具有良好的低温放电性能， 从而获得良好的阻燃效果和良好的低温放电性能； ⑵通过低粘度溶剂的成分的设计，并且在此基础上将其粘度设置为ImPa · s以 下，以获得适宜的粘度范围，从而保证电解液的低温放电性能且避免发生高温气胀现象，进 而提高电解液的高温储存性能和避免因气胀现象引起的安全性能问题； (3)通过高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂的配合设计，保证了电解液具有较高的 闪点及适宜的粘度，因此在提高电池安全性的同时也降低的内阻； (4)本专利技术的高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂的成分具有稳定性好、介电常数高 的性质，从而直接对电解液的高温储存性能和低温放电性能的提高起到有利的作用。【具体实施方式】 为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。 本专利技术最关键的构思在于：通过高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂的成分以及粘 度、闪点和熔点的单独和配合设计，从而提高一次锂电池的安全性能、高温储存性能和低温 放电性能。 本专利技术提供一种一次锂电池非水电解液，包括锂盐、高闪点低熔点溶剂和低粘度 溶剂，所述高闪点低熔点溶剂包括碳酸丙烯酯、甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸二乙酯、乙基膦 酸二乙酯、乙基膦酸二甲酯和γ-丁内酯中的至少一种，所述高闪点低熔点溶剂的闪点为 60°C以上且熔点为40°C以下； 所述低粘度溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、1，3-二氧戊 环、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的至少一 种，所述低粘度溶剂的粘度为ImPa · s以下。 从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于： (1)通过高闪点低熔点溶剂的成分的设计，并且在此基础上将其闪点设置为60°C 以上以确保具有良好的阻燃效果，设置熔点为40°C以下以确保具有良好的低温放电性能， 从而获得良好的阻燃效果和良好的低温放电性能； (2)通过低粘度溶剂的成分的设计，并且在此基础上将其粘度设置为ImPa · s以 下，以获得适宜的粘度范围，从而保证电解液的低温放电性能且避免发生高温气胀现象，进 而提高电解液的高温储存性能和避免因气胀现象引起的安全性能问题； (3)通过高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂的配合设计保证了电解液具有较高的闪 点及适宜的粘度，因此在提高电池安全性的同时也降低的内阻； (4)本专利技术的高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂的成分具有稳定性好、介电常数高 的性质，从而直接对电解液的高温储存性能和低温放电性能的提高起到有利的作用。 进一步的，所述高闪点低熔点溶剂的闪点为90°C以上且熔点为-40°C以下，所述 低粘度溶剂的粘度为〇. 6mPa · S以下。 由上述描述可知，上述高闪点低熔点溶剂的闪点范围值和熔点范围值，以及低粘 度溶剂的粘度范围值，均为优选的数值范围。 进一步的，所述高闪点低熔点溶剂的含量为所述一次锂电池非水电解液总质量 的10% -70%，所述低粘度溶剂的含量为所述一次锂电池非水电解液总质量的10%~ 60%。优选的，所述高闪点低熔点溶剂的含量为所述一次锂电池非水电解液总质量的 30% -45%，所述低粘度溶剂的含量为所述一次锂电池非水电解液总质量的30%~50%。 由上述描述可知，可以通过调节高闪点低熔点溶剂的含量以调节高闪点低熔点溶 剂的闪点和熔点，如果含量过低（小于10% )，则电解液闪点过低，则没有阻燃效果，电池安 全性变差；如果含量过高（大于70% )，则电池内阻过高，则低温放电性能变差； 高闪点低熔点溶剂的含量与闪点的关系曲线为线性上升曲线，所述曲线的整体变 化趋势为：当含量逐渐增大时，则闪点也逐渐变高，-;高闪点低熔点溶剂的含量与电池内 阻的关系曲线为线性上升曲线；专利技术人经过多次研发实验后发现，当含量为0-10%时，曲 线的变化率（坡度）为72,当含量为10%时，闪点值为58. 2,当含量为10% -30%时，曲线 的变化率（坡度）为154,当含量为30 % -45 %时，曲线的变化率（坡度）为253. 3,含量 为45% -70%时，曲线的变化率（坡度）为48,当含量为70%时，闪点值为139,当含量为 70% -80%时，曲线的变化率（坡度）为55 ; 亦可以通过调节低粘度溶剂的含量以调节低粘度溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一次锂电池非水电解液，其特征在于，包括锂盐、高闪点低熔点溶剂和低粘度溶剂，所述高闪点低熔点溶剂包括碳酸丙烯酯、甲基膦酸二甲酯、甲基膦酸二乙酯、乙基膦酸二乙酯、乙基膦酸二甲酯和γ‑丁内酯中的至少一种，所述高闪点低熔点溶剂的闪点为60℃以上且熔点为40℃以下；所述低粘度溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、1,3‑二氧戊环、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和丙酸丙酯中的至少一种，所述低粘度溶剂的粘度为1mPa·s以下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭光平，赵宝顺，石桥，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44