用于锂离子电池的高压电解液及其制备方法技术

技术编号:7514058 阅读:340 留言:0更新日期:2012-07-11 20:24
一种高电压锂离子电池电解液,包括非水有机溶剂、锂盐、及添加剂,所述添加剂包括添加剂包括a)下面式(1)所示的化合物,及b)选自下列的化合物:砜基化合物,氟代化合物,酸酐以及酯内化合物,及其混合物:其中R为C1~C10烷基,C1~C10烷氧基,或C6~C10芳基,优选甲基、乙基或甲氧基,X为卤素,且m和n为1~5的整数,其中m+n小于等于5。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂电池电解液,更具体地,本专利技术涉及高电压并提高电池电化学性能的锂电池电解液。
技术介绍
由于高技术电子工业的发展,电子设备变得更小和更轻,从而导致便携式电子仪器使用的增加。对锂二次电池的研究正在积极地进行,以便满足日益增加的对高能量密度电池的需要,所述电池用作这些便携式电子仪器的电源。目前所使用的锂离子电池正极材料如LiCo02、LiMn204以及新型的镍钴锰三元材料的电压大约为4V,限制了电池的功率,而且锂离子电池用钴系正极材料由于钴资源稀少导致价格昂贵,不可能广泛用于大型动力工具上。锰酸锂虽然因锰资源丰富而价格相对便宜,且安全无污染,但其高温循环稳定性差容量衰减严重的问题还没有得到很好的解决,使其商品化受到限制。在对LiMn2O4改性研究中发现由过渡金属取代的锰酸锂LiMn2_xMx04 (Μ = Cr,Co,Ni,Cu, Fe, Mo, V)的循环性能明显优于LiMn2O4,而且随着过渡金属掺杂量的增加,材料在5V附近出现另一个放电平台。在这些尖晶石LiMrvxMxO4材料中,LiMni.5NiQ.504因具有较好的循环性能和相对较高的容量而受到广泛关注。其理论容量为147mAh/g,能量密度为690Wh/Kg。作为开发中的正极材料,镍锰酸锂存在的核心问题主要是需要有能在高电压下稳定工作的电解液。由于历史的原因,现在广泛使用的LiPF6电解液的主要应用领域是以钴酸锂为正极,以石墨为负极的锂离子电池,这类电池的工作电压最高也只能达到4. 2V,所以电解液体系的设计也一般只能保证在4. 5V以下的范围内稳定使用,而镍锰酸锂的最高充电截止电压可达5. 2V,因此常规电解液在此条件下的氧化分解问题变得明显起来。正极电位的提高也意味着负极区域的还原性环境增强,这也导致了镍锰酸锂匹配传统的石墨负极后表面SEI膜形成的动力学发生变化,而不能形成有效的SEI膜隔离电解液和碳材料,则负极材料的循环寿命也大大降低。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术的目的是提供一种用于高电压锂离子电池的电解液,其可以改进以镍锰酸锂为主的高电压锂离子电池的安全性和电化学性能。另一方面,本专利技术提供用于配制高电压锂离子电池电解液的制备方法。为了实现上述方面,本专利技术提供一种高电压锂离子电池电解液,其中该电解液包括锂盐,非水有机溶剂,及添加剂,该添加剂包括a)下面式(1)所示的化合物,及b)选自下列的化合物砜基化合物,氟代化合物,酸酐以及醚内化合物,及其混合物权利要求1. 一种高电压锂离子电池电解液,包括非水有机溶剂;锂盐;及添加剂,该添加剂包括a)下面式(1)所示的化合物,及b)选自下列的化合物砜基化合物,氟代化合物,酸酐以及醚内化合物,及其混合物2.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中添加剂a)式(1)的化合物选自2-氟代联苯,2-氯代联苯,2,5- 二氯甲苯和环己基苯中一种或两种以上混合物。3.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中所述砜基化合物如下面式⑵ (4)所示4.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中该砜基化合物为二甲砜,乙烯基砜,苯基砜,四亚甲基砜,丁二烯基砜和环丁砜中一种或两种以上混合物。5.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中(1)所示的化合物添加剂为0. 1 50质量分数。6.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中该砜基化合物为0.01 10质量分数。7.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中该氟代化合物为0.1 50质量分数。8.根据权利要求1所述的高电压锂离子电池电解液,其中该酸酐以及醚内化合物为0. 1 50质量分数。全文摘要一种高电压锂离子电池电解液,包括非水有机溶剂、锂盐、及添加剂,所述添加剂包括添加剂包括a)下面式(1)所示的化合物,及b)选自下列的化合物砜基化合物,氟代化合物,酸酐以及酯内化合物,及其混合物其中R为C1~C10烷基,C1~C10烷氧基,或C6~C10芳基,优选甲基、乙基或甲氧基,X为卤素,且m和n为1~5的整数,其中m+n小于等于5。文档编号H01M10/0567GK102569888SQ20121000391公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日专利技术者张锁江, 汪志华, 蔡迎军 申请人:中国科学院过程工程研究所本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张锁江汪志华蔡迎军
申请(专利权)人:中国科学院过程工程研究所
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术