一种锂离子电池用防过充电解液制造技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池用防过充电解液，其特点是：由电解液和添加剂组成，其中电解液溶质为LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiBOB和LiPF6中的一种或几种，而添加剂为亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯、碳酸亚乙烯酯、环乙基苯、乙酸乙烯酯、氢化二苯并呋喃、丙烯腈、二甲苯、一氟代甲基碳酸乙烯酯、二氟代甲基碳酸乙烯酯和3-丁基磷酸酯中的一种或几种，并且按重量计其添加量为电解液的0.1-3％。本发明专利技术的电解液需要结合PTC(正温度系数元件)的使用，通过优化电解液添加剂的使用量，在达到防过充目标的前提下尽可能降低添加剂的使用量，以达到降低成本、尽可能减小其它性能损失的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种锂离子电池用防过充电解液。
技术介绍
锂离子电池具有容量大、工作电压高、荷电保持能力强、循环寿命长、无污染、无记忆效应、比能量高等优点，被广泛地应用于各种电子设备，如笔记本电脑、手机、数码相机、便携式照明设备等。同时，它也被用于电动工具、电动自行车和电动汽车。随着世界石油资源的逐渐消耗，以及社会对环境保护的要求逐渐提高，电动车和储能用电池得到了前所未有的发展机遇，锂离子电池的应用领域也在不断拓宽。电解液是电池的重要组成部分，承担着通过电池内部在正负电极之间传输离子的作用，它对电池的容量、工作温度范围、循环性能及安全性能等有重要的影响。电解质一般 分为液体电解质和固体电解质两类，需满足以下基本要求(I)高的离子电导率，一般应达至IJ IX 10_3 2X 10_2S/cm ；⑵高的热稳定性与化学稳定性，在较宽的温度范围内不发生分解；(3)较宽的电化学窗ロ，在较宽的电压范围内保持电化学性能的稳定；(4)与电池其它部分具有良好的相容性；(5)安全、无毒、无污染。液体有机电解液是最为常用的，但是随着电池的应用范围不断拓宽，人们对电池各方面的要求不断増加，原有的电解液体系已经不能满足使用要求。在电解液中添加少量的某些物质，能显著改善电池的某些性能，如电解液的电导率、电池的循环效率和可逆容量、电池的安全性能等，这些少量物质称为功能性添加剤。一般需要在电解液中加入某些功能性添加剂来实现电池的某些特殊功能，功能性添加剂在电池的生产和研究中应用越来越多。电池在使用过程中安全始终是第一位的，过充是ー项重要的指标，一般除了在电池组装过程中通过外围安全设置和保护电路板提高安全外，还从电池设计和电池的电解液等方面来进行改善。利用电解液添加剂实现电池的过充保护对于简化电池制造エ艺和降低成本具有非常重要的意义，一般可以从以下几个方面考虑1氧化还原梭，2阻燃电解质，3自关闭电解质添加剂。电解液中添加防过充添加剂可以有效提高电池的安全性，但是添加剂并不是越多越好，并不是只要过充合格就能保证其它项目也一祥优秀。防过充添加剂的加入量过多会影响电池的其他性能，如电池容量降低，循环变差，安全测试鼓胀超标等。因此，一般添加剂的使用在达到效果的情况下要尽可能減少，而且为了取得良好的效果，不同添加剂有的单一使用效果好，有的则需要复合使用更好，添加剂的种类和加入量有待仔细研究。此外，为了減少添加剂的加入对电池其它性能造成的影响，可以采用多种方式结合的形式提高过充性能的同时降低添加剂的使用量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锂离子电池用防过充电解液，采用该电解液能够使电池在电性能、环境性能变化不大的情况下显著提高电池的防过充性能。一种锂离子电池用防过充电解液，其特别之处在于由电解液和添加剂组成，其中电解液溶质为LiC104、LiAsF6、LiBF4、LiCF3S03、LiB0B和LiPF6中的ー种或几种，而添加剂为亚硫酸こ烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯、碳酸亚こ烯酷、环こ基苯、こ酸こ烯酯、氢化ニ苯并呋喃、丙烯腈、ニ甲苯、一氟代甲基碳酸こ烯酯、ニ氟代甲基碳酸こ烯酯和3-丁基磷酸酯中的ー种或几种，并且按重量计其添加量为电 解液的O. 1-3%。其中电解液采用LiPF6电解液，而添加剂为BP和CHB，其中BP的添加量为电解液质量的O. 1% -O. 5%, CHB的添加量为电解液质量的O. 5% -1%。其中电解液采用LiPF6电解液，添加剂为BP和CHB，其中BP的添加量为电解液重量的O. 5% -1%,CHB的添加量为电解液质量的1% -2%。本专利技术提供了ー种安全可靠、エ艺简单易行、生产成本低的锂离子电池防过充解决方案。本专利技术的电解液需要结合PTC(正温度系数元件)的使用，通过优化电解液添加剂的使用量，在达到防过充目标的前提下尽可能降低添加剂的使用量，以达到降低成本、尽可能减小其它性能损失的效果。具体实施例方式本专利技术的电解液(含添加剂)结合PTC的双重作用，可以显著提高电池的防过充安全性能，可以基本保证通过最苛刻的过充测试-1C20V测试。如果添加剂的含量再增多，可能在不需要PTC的作用下即可通过常见的过充测试-3C4. 5V测试，但是电池的其它性能会明显下降。因此，本专利技术的核心是通过过充电解液与PTC的复合作用，在提高过充安全的前提下实现电池最大的综合性能。本专利技术的新的电解液试验过程如下(I)试验准备取事先装配好的待注液电池80支，放入真空烘箱中进行烘干，烘干后要保证电池内部的水分全部被排出。配制电解液，整个过程需要在干燥间或者手套箱等干燥环境中进行，原始电解液为常用的商用锂离子电池用电解液，电解液的用量需在理论计算量的基础上再外加50%的余量。将取出的电解液均分为四等分，依次记为电解液一、电解液ニ、电解液三、电解液四。向后三份电解液中加入防过充添加剤，四份电液中添加剂的含量从无到有、依次増加。将配制好的电解液充分摇晃，确保添加剂在电解液中均匀分散开，摇匀后将其保存在干燥的环境中，等待注液。(2)注液试验注液全部过程要求在干燥的环境中进行(干燥间或者手套箱中)，注液前ー小时将烘干的电池从干燥箱中取出存放在干燥的环境中。注液使用滴管或者注射器进行，注液前需要将所使用的器具用有机溶剂清洗，吹干。注液前需要在天平上确认好要求电液量的体积标志，以方便后续工作。注液按照电液一、电液ニ、电液三、电液四的顺序依次进行，每种电液注液20支。注液分两步完成，首次注入大部分电解液，然后将电池放在干燥的环境中静置，静置结束后进行预充电排气。排气结束后进行二次注液，二次注液需要将未达到设计值的剰余电液补足，补足后将电池做封ロ处理并清洗干净。(3)化成、测试 将注完液的电池做静置处理，然后进行化成，化成后进行老化处理，然后测试记录电池的基本信息,根据基本信息选择状态良好的电池进行测试。测试主要做三个项目高温循环、浮充和过充，其中高温循环在70°C做10次循环；浮充测试在45°C恒流充电至4. 25V后保持恒压充电15天；过充测试需焊接PTC，做1C20V测试。要求每个项目做至少三只电池，然后根据测试结果验证添加剂的效果。本专利技术配液阶段使用的原始电解液为LiC104、LiAsF6、LiBF4、LiCF3S03、LiBOB或LiPF6中的一种或多种溶于多元有机溶剂形成的溶液。本专利技术使用电解液所加入的添加剂为亚硫酸こ烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯、碳酸亚こ烯酯、环こ基笨、こ酸こ烯酯、氢化ニ苯并呋喃、丙烯腈、ニ甲苯、ー氟代甲基碳酸こ烯酷、ニ氟代甲基碳酸こ烯酷、3- 丁基磷酸酯等中的ー种或几种，添加量为O. 1-3%。本专利技术所作过充测试需要带有PTC进行，即本专利技术所用添加剂含量需要和PTC联合使用，这样方便进ー步降低添加剂的使用量，提高过充安全的同时使得电池的其它性能降低较少。本专利技术需要通过三项测试优化添加剂配方，高温循环需要快速检测电池的容量和循环性能，并且保证较低的高温鼓胀率，浮充要进一歩确保电池的安全和鼓胀变形小，过充则需要在满足上述两种检测的情况下保证过充安全。实施例I :取事先装配好的待注液电池20支，放入真空烘箱中进行烘干，要保证电池内部的水分全部被排出，在注液前I小时将电池取出静置。在干燥间称取普通商用LiPF6电解液80g，向称取的电解液中加入BPO.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池用防过充电解液，其特征在于：由电解液和添加剂组成，其中电解液溶质为LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiBOB和LiPF6中的一种或几种，而添加剂为亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯、碳酸亚乙烯酯、环乙基苯、乙酸乙烯酯、氢化二苯并呋喃、丙烯腈、二甲苯、一氟代甲基碳酸乙烯酯、二氟代甲基碳酸乙烯酯和3？丁基磷酸酯中的一种或几种，并且按重量计其添加量为电解液的0.1？3％。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池用防过充电解液，其特征在干由电解液和添加剂组成，其中电解液溶质为LiC104、LiAsF6、LiBF4、LiCF3S03、LiB0B和LiPF6中的ー种或几种，而添加剂为亚硫酸こ烯酯、亚硫酸丙烯酯、联苯、碳酸亚こ烯酷、环こ基苯、こ酸こ烯酯、氢化ニ苯并呋喃、丙烯腈、ニ甲苯、一氟代甲基碳酸こ烯酯、ニ氟代甲基碳酸こ烯酯和3-丁基磷酸酯中的ー种或几种，并且按重量计其添加量为电解液的O. 1-3%。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗磊，
申请(专利权)人：彩虹集团公司，
类型：发明
国别省市：