一种锂离子电池电解液、锂离子电池制造技术

本发明专利技术适用于锂离子电池领域，提供了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水性有机溶剂及添加剂，所述添加剂包括聚硅醚，所述聚硅醚的分子结构式如下：其中n＝1～3，R1，R2，R3和R4分别为C1～C3烷基中的任意一种。本发明专利技术提供的锂离子电池电解液中，通过添加聚硅醚可有效地抑制LiPF6的分解，从而显著提高锂离子电池电解液的稳定性，同时提高锂离子电池电解液的电导率。本发明专利技术提供的锂离子电池电解液可显著提高锂离子电池的高温循环性能和安全性能。

Lithium ion battery electrolyte and lithium ion battery

The invention is applicable to the field of lithium ion batteries and provides a lithium ion battery electrolyte, including a non-aqueous organic solvent and lithium salt additive, the additive comprises a polysiloxane, the molecular structure of the polysiloxane as follows: n = 1 ~ 3, R1, R2, R3 and R4 respectively. Any C1 to C3 alkyl in a. The disclosed lithium ion battery electrolyte, by adding polysiloxane can effectively inhibit the decomposition of LiPF6, which can significantly improve the stability of the lithium ion battery electrolyte, while improving the conductivity of electrolyte of lithium ion battery. The lithium ion battery electrolyte of the invention can obviously improve the high-temperature circulation performance and the safety performance of the lithium ion battery.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池电解液、锂离子电池。
技术介绍
随着现代生活信息化的程度不断增高，笔记本电脑、移动电话、摄像机等便携式电子设备的使用越来越多。锂离子二次电池以其高能量密度、无记忆效应、环境友好等优势已经在便携式电子产品领域中得到了广泛应用，并在电动汽车领域也有巨大的应用潜力。然而，锂离子电池在高温下电池容量迅速衰减，导致电池寿命明显缩短。导致锂离子电池高温下性能快速下降的主要原因来自于电极材料本身和电解液体系，锂离子电池的电解液体系是以适当锂盐溶解在有机非质子混合溶剂中形成的电解质溶液，常见的电解液体系一般是1mol/L锂盐/混合碳酸酯溶剂。LiPF6在高温条件下容易分解产生LiF和PF5，其中LiF的产生不仅消耗了锂离子，引起电池容量的衰减，而且由于LiF是电子和锂离子的绝缘体，使电池的整体阻抗增大；而生成的PF5容易引发碳酸酯类有机溶剂进一步发生副反应，从而加速电池寿命的衰减。因此，LiPF6的使用对电池的高温稳定性将带来很多不利的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种锂离子电池电解液、锂离子电池，旨在提高锂离子电池电解液的稳定性，从而提高锂离子电池的高温循环性能和安全性能。本专利技术是这样实现的，一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水性有机溶剂及添加剂，所述添加剂包括聚硅醚，所述聚硅醚的分子结构式如下：其中n=1～3，R1，R2，R3和R4分别为C1～C3烷基中的任意一种。进一步地，所述聚硅醚在所述锂离子电池电解液中的质量含量为2-10%。进一步地，所述锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiCF3SO3、LiC(CF3SO2)3、LTFSI或LiFSI中的至少一种。进一步地，所述非水性有机溶剂为环状碳酸酯或链状碳酸酯。进一步地，所述非水性有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯和丙酸乙酯中的至少一种。进一步地，所述锂离子电池电解液还包括负极成膜剂，所述负极成膜剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯或氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。进一步地，所述负极成膜剂在所述锂离子电池电解液中的质量含量为0.1-2%。本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜及电解液，所述电解液为上述的锂离子电池电解液。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：本专利技术实施例提供的锂离子电池电解液中，通过添加聚硅醚可有效地抑制LiPF6的分解，从而显著提高锂离子电池电解液的稳定性，同时提高锂离子电池电解液的电导率。本专利技术提供的锂离子电池电解液可显著提高锂离子电池的高温循环性能和安全性能。附图说明图1是本专利技术实施例提供的实施例1、11、12和对比例1的电解液分别在-10℃、0℃、30℃、60℃不同温度状态下的电导率变化示意图；图2是本专利技术实施例提供的实施例1、11、12和对比例1的电解液分别进行常温搁置0天、10天、20天、30天后的游离酸（HF）含量变化示意图；图3是本专利技术实施例提供的采用实施例1、11、12和对比例1的电解液制备的LiFePO4电池在55℃状态下的1C充放电的循环性能结果示意图（3.65～2.0V）。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水性有机溶剂及添加剂，所述添加剂包括聚硅醚，所述聚硅醚的分子结构式如下：其中n=1～3，R1，R2，R3和R4分别为C1～C3烷基中的任意一种。本专利技术实施例提供的锂离子电池电解液中，通过添加聚硅醚可有效地抑制LiPF6的分解，从而显著提高锂离子电池电解液的稳定性，同时提高锂离子电池电解液的电导率。本专利技术提供的锂离子电池电解液可显著提高锂离子电池的高温循环性能和安全性能。具体地，所述聚硅醚在所述锂离子电池电解液中的质量含量为2-10%。所述聚硅醚在所述锂离子电池电解液中的添加量越多，电解液的稳定性越高，但电导率并未随之提高。当所述聚硅醚在所述锂离子电池电解液中的质量含量为2-10%时，所述锂离子电池电解液的稳定性和电导率均获得显著提高。具体地，所述锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiCF3SO3、LiC(CF3SO2)3、LTFSI或LiFSI中的至少一种。具体地，所述非水性有机溶剂为环状碳酸酯或链状碳酸酯。具体地，所述非水性有机溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯和丙酸乙酯中的至少一种。所述锂离子电池电解液还包括负极成膜剂，所述负极成膜剂包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯或氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。所述负极成膜剂在所述锂离子电池电解液中的质量含量为0.1-2%。本专利技术实施例还提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜及电解液，所述电解液为上述所述的锂离子电池电解液。本专利技术提供的锂离子，相对于常规锂离子电池具有更高的高温循环性能和安全性能。以下结合对比例1和实施例1-12对本专利技术的锂离子电池电解液和锂离子电池的性能测试结果进行说明。对比例1室温下，在充满氩气的手套箱中将溶剂碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)按照质量比1:1进行混合，向其中添加质量百分含量为2%的碳酸亚乙烯酯(VC)，再加入六氟磷酸锂（LiPF6）溶解至浓度为1.0mol/L，制备成电解液。实施例1按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加10%的聚硅醚。实施例2按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加20%的聚硅醚。实施例3按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加30%的聚硅醚。实施例4按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加40%的聚硅醚。实施例5按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加50%的聚硅醚。实施例6按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加60%的聚硅醚。实施例7按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加70%的聚硅醚。实施例8按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加80%的聚硅醚。实施例9按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加90%的聚硅醚。实施例10按照与对比例1相同的方法，不同之处在于使用100%的聚硅醚取代EC和DMC的混合溶剂。实施例11按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加2%的聚硅醚。实施例12按照与对比例1相同的方法及物质，不同之处在于添加5%的聚硅醚。将实施例1-10和对比例1的电解液分别进行25℃状态下的电导率测试；此外，将实施例1-10和对比例1的电解液分别装入一个10ml的样品瓶，并密封好，观察电解液在25℃密封存放状态下的颜色变化时间。有关电导率测试和颜色变化的结果如表1中所示。表1从表1中可以看出：（1）添加了聚硅醚后，延长了电解液的颜色变化时间，有效地抑制LiPF6的分解，添加10%的量，颜色变深时间大于170天，能显著地提高电解液的稳定性，且添加的量越多，电解液的稳定性越高，添加100%的聚硅醚，颜色变深时间大于350天；（2）电导率测试，100%的聚硅醚电导率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水性有机溶剂及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括聚硅醚，所述聚硅醚的分子结构式如下：其中n＝1～3，R1，R2，R3和R4分别为C1～C3烷基中的任意一种。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电解液，包括锂盐、非水性有机溶剂及添加剂，其特征在于，所述添加剂包括聚硅醚，所述聚硅醚的分子结构式如下：其中n＝1～3，R1，R2，R3和R4分别为C1～C3烷基中的任意一种。2.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述聚硅醚在所述锂离子电池电解液中的质量含量为2-10％。3.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐包括LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiDFOB、LiCF3SO3、LiC(CF3SO2)3、LTFSI或LiFSI中的至少一种。4.如权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述非水性有机溶剂为环状碳酸酯或链状碳酸酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振峰，王海涛，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44