一种非水锂离子电池电解液及锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种非水锂离子电池电解液及锂离子电池。非水锂离子电池电解液含有电解质盐、非水有机溶剂和功能添加剂，功能添加剂选自化学式为(K)m+4Pm+2O3m+7,(L)n/2+2Pn+2O3n+7或者(K)s(PO3)s中的一种化合物或复数种化合物的组合；其中，K为选自第一主族除氢之外的碱金属元素；L为选自元素周期表中第二主族除铍之外的碱土金属元素；(K)m+4Pm+2O3m+7中包含阴离子基团Pm+2O3m+7

【技术实现步骤摘要】
一种非水锂离子电池电解液及锂离子电池
本专利技术涉及电池，尤其涉及一种非水锂离子电池电解液及锂离子电池。
技术介绍
随着日益小型化和轻型化的便携式电子设备的迅猛发展，对为这些便携式电子设备提供电源的小型、轻便、薄且高性能的电池的需求日益增加。但随着电池对小体积、高能量密度追求，不断的提高正负极压实密度或者采用循环性能欠佳的高容量负极材料，随之也带来电池的一系列性能问题，比如循环性能差、高温性能差、低温性能和倍率性能差，低温充放电时容易析锂。产生上述缺陷的原因是，锂离子电池在首次充电过程中，会在负极表面形成一层SEI膜，在低温环境下，若形成的SEI膜太厚，膜阻抗较高，则锂离子无法迁移透过，就会发生析锂；高温循环过程中，若形成的SEI膜不够致密稳定，则SEI膜会逐渐溶解或破裂，导致暴露的负极继续与电解液发生反应，消耗电解液的同时，使得电池容量降低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可以改善电池首次充放电效率，提高电池常温循环性能、倍率性能、高温循环性能、高温存储性能、低温放电性能的非水锂离子电池电解液。本专利技术另一个要解决的技术问题是提供一种首次充放电效率高，电池常温循环性能、倍率性能、高温循环性能、高温存储性能和低温放电性能好的锂离子电池。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种非水锂离子电池电解液，含有电解质盐、非水有机溶剂和功能添加剂，功能添加剂选自化学式为(K)m+4Pm+2O3m+7,(L)n/2+2Pn+2O3n+7或者(K)s(PO3)s中的一种化合物或复数种化合物的组合；其中，K为选自元素周期表中第一主族除氢之外的碱金属元素；L为选自元素周期表中第二主族除铍之外的碱土金属元素；(K)m+4Pm+2O3m+7中包含如结构式(1)所示的阴离子基团Pm+2O3m+7(m+4)-，其中，m为0或者正整数；(L)n/2+2Pn+2O3n+7中包含如结构式(2)所示的阴离子基团Pn+2O3n+7(n+4)-，其中，n为0或者正偶数；(K)s(PO3)s中包含如结构式(2)所示的阴离子基团(PO3)ss-，其中，s为3或大于3的整数；以上所述的锂离子电池电解液功能添加剂，所述的功能添加剂是以上所述的锂离子电池电解液功能添加剂，所述的述功能添加剂在非水有机溶剂中的摩尔浓度为0.01％～1％。以上所述的锂离子电池电解液功能添加剂，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。以上所述的锂离子电池电解液功能添加剂，所述电解质盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3S03、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C4F9)2、LiC(SO2CF3)3、LiPF3(C3F7)3、LiB(CF3)4、LiBF3(C2F5)、LiPO2F2、LiDMSI、LiTESI、、LiHPSI、或LiPF4C2O4中的一种或一种以上的混合物；以上所述的锂离子电池电解液功能添加剂，所述电解质盐在非水有机溶剂中的摩尔浓度为为0.5～2.5mol/L。一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液为上述的非水锂离子电池电解液。以上所述的锂离子电池，所述负极的材料包括人造石墨、天然石墨、Si负极及其合金、Sn负极及其合金、金属锂负极及其合金、金属氧化物MOx、金属氮化物、LixMyOz或Li4Ti5-xMxO12中的一种或一种以上的混合物；所述金属氧化物MOx中的M为：Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge或Sn，x为氧原子的个数；所述LixMyOz中的M为：Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge或Sn，x、y、z的取值满足构成化学分子式的要求；所述Li4Ti5-xMxO12中的M为Mg、Al、Ba、Sr或Ta，0≤x≤1。以上所述的锂离子电池，所述正极的材料包括以下组份中的一种或一种以上的混合物：Li4-xMxTi5O12，其中M为Mg、Al、Ba、Sr或Ta，0≤x≤1；MnO2；V2O5；LiV3O8；LiMC1xMC21-xPO4，其中MC1或MC2为Fe、Mn、Ni、Co、Cr或Ti，0≤x≤1；Li3V2-xMx(PO4)3，其中M为Cr、Co、Fe、Mg、Y、Ti、Nb或Ce，0≤x≤1；LiVPO4F；LiMC1xMC21-xO2，其中MC1或MC2为Fe、Mn、Ni、Co、Cr、Ti、Mg或Al，0≤x≤1；LiMC1xMC2yMC31-x-yO2，其中MC1、MC2或MC3为Fe、Mn、Ni、Co、Cr、Ti、Mg或Al，0≤x≤1，0≤y≤1；LiMn2-yXyO4，其中X为Cr、Al或Fe，0≤y≤1；LiNi0.5-yXyMn1.5O4，其中X为Fe、Cr、Zn、Al、Mg、Ga、V或Cu，0≤y<0.5；LiMC1yMC2zMC31-y-zO2，其中MC1、MC2或MC3为Mn、Ni、Co、Cr、Fe或它们的混合物，x＝0.3～0.5，y≤0.5，z≤0.5；xLi2MnO3·(1-x)LiMC1yMC2zMC31-y-zO2，其中MC1、MC2或MC3为Mn、Ni、Co、Cr、Fe或它们的混合物，x＝0.3～0.5，y≤0.5，z≤0.5；Li2MSiO4，其中M为Mn、Fe或Co；Li2MSO4，其中M为Mn、Fe或Co；LiMSO4F，其中M为Fe、Mn或Co；Li2-x(Fe1-yMny)P2O7，其中0≤x≤2，0≤y≤1；LiMn2O4；LiFePO4；LiCoO2；LiNi0.8Co0.15Al0.05O2；LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2；LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2；LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2；LiNi0.5Mn1.5O4；xLi2MnO3·(1-x)LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2，其中，0≤x≤1；或LiCoPO4；以上所述的正极材料中，其中：LiCoO2；LiNi0.8Co0.15Al0.05O2；LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2；LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2；LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2；LiNi0.5Mn1.5O4；LiCoPO4及xLi2MnO3·(1-x)LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2，其中，0≤x≤1。本专利技术功的非水锂离子电池电解液，能够明显地提高锂离子电池的首次效率；由于其可以促使电解液成膜更薄更均匀，从而可以明显改善电池的常温循环性能和常温倍率放电性能，并且可以改善高温循环性能，改善低温析锂情况，低温放电性能也能得到极大的改善。具体实施方式本专利技术实施例锂离子电池电解液的功能添加剂为选自化学式为(K)m+4Pm+2O3m+7,(L)n/2+2Pn+2O3n+7或者(K)s(PO3)s的一种化合物或复数种化合物的组合。其中，K为选自元素周期表中第一主族除氢之外的碱金属元素；L为选自元素周期表中第二主族除铍之外的碱土金属元素；(K)m+4Pm+2O3m+7中包含如结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水锂离子电池电解液，其特征在于，含有电解质盐、非水有机溶剂和功能添加剂，功能添加剂选自化学式为(K)m+4Pm+2O3m+7,(L)n/2+2Pn+2O3n+7或者(K)s(PO3)s中的一种化合物或复数种化合物的组合；其中，K为选自元素周期表中第一主族除氢之外的碱金属元素；L为选自元素周期表中第二主族除铍之外的碱土金属元素；(K)m+4Pm+2O3m+7中包含如结构式(1)所示的阴离子基团Pm+2O3m+7

【技术特征摘要】
1.一种非水锂离子电池电解液，其特征在于，含有电解质盐、非水有机溶剂和功能添加剂，功能添加剂选自化学式为(K)m+4Pm+2O3m+7,(L)n/2+2Pn+2O3n+7或者(K)s(PO3)s中的一种化合物或复数种化合物的组合；其中，K为选自元素周期表中第一主族除氢之外的碱金属元素；L为选自元素周期表中第二主族除铍之外的碱土金属元素；(K)m+4Pm+2O3m+7中包含如结构式(1)所示的阴离子基团Pm+2O3m+7(m+4)-，其中，m为0或者正整数；(L)n/2+2Pn+2O3n+7中包含如结构式(2)所示的阴离子基团Pn+2O3n+7(n+4)-，其中，n为0或者正偶数；(K)s(PO3)s中包含如结构式(2)所示的阴离子基团(PO3)ss-，其中，s为3或大于3的整数；(1)(2)(3)2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液功能添加剂，其特征在于，所述的功能添加剂是焦磷酸钙、焦磷酸铷、焦磷酸铯、三聚磷酸钠、焦磷酸锂、焦磷酸钠、焦磷酸镁、焦磷酸钾、三聚磷酸钙、三聚磷酸钾、三聚磷酸锂。三聚磷酸钡、六偏磷酸铷或六偏磷酸钠中的一种或复数种的组合。3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液功能添加剂，其特征在于，所述的述功能添加剂在非水有机溶剂中的摩尔浓度为0.01％～1％。4.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液功能添加剂，其特征在于，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯或丙酸丁酯中的一种或一种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液功能添加剂，其特征在于，所述电解质盐为LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiBOB、LiDFOB、LiFAP、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3S03、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C4F9)2、LiC(SO2CF3)3、LiPF3(C3F7)3、LiB(CF3)4、LiBF3(C2F5)、LiPO2F2、LiDMSI、LiTESI、、LiHPSI、或LiPF4C2O4中的一种或一种以上的混合物。6.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液功能添加剂，其特征在于，所述电解质盐在非水有机溶剂中的摩尔浓度为为0.5～2.5mol/L。7.一种锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求1所述的非水锂离子电池电解液。8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极的材料包括人造石墨、天然石墨、Si负极及其合金、Sn负极及其合金、金属锂负极及其合金、金属氧化物MOx、金属氮化物、LixMyOz或Li4Ti5-xMxO12中的一种或一种以上的混合物；所述金属氧化物MOx中的M为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈州文，王霹霹，赵苗苗，戴晓兵，
申请(专利权)人：珠海市赛纬电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44