一种电解液及含有该电解液的锂离子二次电池制造技术

技术编号:3241898 阅读:270 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种电解液,该电解液含有锂盐和有机溶剂,所述锂盐至少含有双乙二酸硼酸锂,其特征在于,所述电解液还含有如式(Ⅰ)所示的化合物A,式(Ⅰ)中R↓[1]和R↓[2]分别代表氢原子或碳原子数为1-6的烷基。本发明专利技术通过采用在电解液中加入了如式(Ⅰ)所示的化合物A以及双乙二酸硼酸锂的电解液制成电池,大大提高了锂离子二次电池的循环性能。采用本发明专利技术中的电解液制得的电池在各方面的性能均良好,具有很好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种电解液及含有该电解液的电池,尤其是关于一种电解 液及含有该电解液的锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池包括正极、负极、隔膜和电解液。所述电解液包括作为 电解质的锂盐、有机溶剂和添加剂。锂离子二次电池具有高能量密度、高电 压、无污染、不含金属锂、循环寿命高、无记忆效应、充电速度快等特点。目前广泛应用于3C产品,也即个人电脑、移动电话和诸如便携式CD机、 PDA之类的个人无线电子设备中。然而,随着人们需求的不断提高,对锂离子电池的性能要求越来越高, 比如用作汽车驱动电源时,要求电池具有高容量、良好的循环性能、大电流 放电性能等。US 2004062995A1公开了一种含非水电解液二次电池,该电池包括正 极、负极及非水电解液,所述负极中的负极活性物质为碳材料,其中,所述 非水电解液含有至少一种饱和的环状碳酸酯和含碳碳双键的环状碳酸酯,所 述含碳碳双键的环状碳酸酯的含量为1.0X10—8-13.0X10—5克/1毫安时的负 极容量。所述含碳碳双键的环状碳酸酯为碳酸亚乙烯酯、4,5-二甲基碳酸亚 乙烯酯、4,5-二乙基碳酸亚乙烯酯、4,5-二丁基碳酸亚乙烯酯、4-乙基-5-甲基 碳酸亚乙烯酯、4-甲基-5-丙基碳酸亚乙烯酯和碳酸乙烯亚乙酯中的至少一 种。作为所述非水电解液中电解质的锂盐为LiPF6、 LiBF4、 LiCF3S03、 LiN(CLF2L+1S02) (CMF2M+1S02)(其中,L和M均不小于1 )、 LiC(CpF2p+lS02) (CqF2q+1S02) (CrF2r+1S02)(其中,p、 q和r均不小于l)中的一种或几种。该方法通过控制电解液中含碳碳双键的环状碳酸酯的量以提高采用该电解 液的电池的大电流放电性能。但是,采用该电解液的电池的循环性能较差, 电池寿命较短。另外,US 20050026044 Al公开了一种电解液,该电解液由锂盐、内酯 以及低粘度的溶剂组成,其中,所述锂盐含有双乙二酸硼酸锂。该方法通过 使用内酯以及低粘度的溶剂作为电解液溶剂来提高双乙二酸硼酸锂在电解 液溶剂中的溶解性,以改善电池的大电流放电性能。该方法虽然改进了电池 的大电流放电性能,但是,采用含有双乙二酸硼酸锂的电解液的电池的循环 性能仍然不够好。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中锂离子二次电池循环性能差的缺 点,提供一种能够提高锂离子二次电池的循环性能的电解液以及釆用该电解 液的锂离子二次电池。本专利技术的专利技术人意外地发现,当电解液中同时含有含碳碳双键的环状碳 酸酯和双乙二酸硼酸锂时,该电解液不仅能够有效提高采用该电解液的锂离 子二次电池的大电流放电性,而且能够有效克服电池的循环性能差的问题, 使得采用该电解液的锂离子二次电池不仅具有大的优异的大电流放电性,而 且还具有良好的循环性能。本专利技术提供了一种电解液,该电解液含有锂盐和有机溶剂,所述锂盐至 少含有双乙二酸硼酸锂,其特征在于,所述电解液还含有如式(I)所示的 化合物A,<formula>formula see original document page 6</formula>式(I)中R,和R2分别代表氢原子或碳原子数为l-6的烷基。本专利技术还提供了一种锂离子二次电池,包括电池壳、电极组和电解液, 所述电极组和电解液密封在电池壳中,所述电极组包括正极、负极和介于正 极与负极之间的隔膜,其中,所述电解液为本专利技术制得的电解液。本专利技术提供的电解液由于同时含有如式(I)所示的化合物A和双乙二酸硼酸锂,因而能够大大提高采用该电解液的锂离子二次电池的循环性能。例如,本专利技术制得的电池的400次循环后的常温放电容量保持率均在80%以 上,要明显高于现有技术中制得的电池的循环性能。另外,本专利技术制得的电 池的400次循环后的高温45。C的放电容量保持率均在77%以上,也要高于 现有技术中制得的电池。另外,本专利技术通过在电解液中加入如式(II)所示的化合物B,有效提 高了电池的低温性能。同时,含有本专利技术的电解液的电池还具有较高的容量。综上所述,采用本专利技术中的电解液制得的电池在各方面的性能均良好, 具有很好的市场前景。具体实施例方式本专利技术提供的电解液含有如式(I)所示的化合物A,<formula>formula see original document page 6</formula>式(I)中R,和R2分别代表氢原子或碳原子数为1-6的垸基。具体的说, 所述化合物A可以是碳酸亚乙烯酯、4,5-二甲基碳酸亚乙烯酯、4,5-二乙基 碳酸亚乙烯酯、4,5-二丁基碳酸亚乙烯酯、4-乙基-5-甲基碳酸亚乙烯酯和4-甲基-5-丙基碳酸亚乙烯酯中的一种或几种。以电解液的总量为基准,所述化 合物A的含量为0.1-10重量%,优选为0.5-3重量%。根据本专利技术,所述锂盐中至少含有双乙二酸硼酸锂(LiB(C204)2, LiBOB)。在本专利技术中,所述双乙二酸硼酸锂一方面起到常规锂盐作为电解 质的作用,另一方面,所述双乙二酸硼酸锂还与化合物A协同作用,起到提 高电池循环性能的作用。因此,当本专利技术所述电解液中仅含有双乙二酸硼酸 锂作为锂盐电解质时,所述双乙二酸硼酸锂的含量可以为常规电解液中锂盐 电解质的含量,也就是说,以锂盐的总量为基准,所述双乙二酸硼酸锂的含 量最大可以为100重量%。但是,双乙二酸硼酸锂的用量过大,容易导致电 池容量下降。因此,除了双乙二酸硼酸锂之外,所述锂盐中还可以含有其它 常规使用的锂盐。例如,可以是LiPF6、 LiC104、 LiBF4、 LiAsF6、 LiSiF6、 LiB(C6H5)4、 LiCl、 LiBr、 LiAlCl4、 LiCF3S03、 Li(CF3S02)3、 Li(CF3S02)2N、 LiCF3C02、 Li(CF3C02)2N和Li中的一种或几种。尽管少量的双乙 二酸硼酸锂与上述化合物A配合作用即可实现本专利技术的目的,但优选情况 下,以所述锂盐的含量为基准,所述双乙二酸硼酸锂的含量为1-15重量%。本专利技术中的电解液所使用的有机溶剂可以为本领域技术人员常规用作 电解液的有机溶剂。例如,可以是乙烯碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、 碳酸甲乙酯、丙烯碳酸酯、甲酸甲酯、丙烯酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、 乙烯亚硫酸酯、丙烯亚硫酸酯、甲硫醚、二乙基亚硫酸酯和四氢呋喃中的一 种或几种。根据本专利技术提供的电解液,所述锂盐和有机溶剂的含量可以是本领域常 规的锂盐和有机溶剂含量,例如,以电解液的总量为基准,所述锂盐的含量可以为0.1-15重量%,所述有机溶剂的含量为75-卯重量%,优选情况下, 所述锂盐的含量为0.1-10重量。%,所述有机溶剂的含量为87-90重量Q/^。本专利技术的专利技术人进一步发现,当本专利技术提供的电解液中还含有如式(n)所示的化合物B时,该电解液还能进一步提高采用该电解液的电池的低温放 电性能。因此,优选情况下,本专利技术所述电解液还含有如式(II)所示的化 合物B,<formula>formula see original document page 8</formula>其中,R代表氢原子、碳原子数为1-6的烷基或碳原子数为1-6的垸氧基本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电解液,该电解液含有锂盐和有机溶剂,所述锂盐至少含有双乙二酸硼酸锂,其特征在于,所述电解液还含有如式(Ⅰ)所示的化合物A,***(Ⅰ)式(Ⅰ)中R↓[1]和R↓[2]分别代表氢原子或碳原子数为1-6的烷基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:范艺韦周贵树肖锋
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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